CN118180807A - 一种高钎着率复合管的制造方法 - Google Patents

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CN118180807A CN202410143091.8A CN202410143091A CN118180807A CN 118180807 A CN118180807 A CN 118180807A CN 202410143091 A CN202410143091 A CN 202410143091A CN 118180807 A CN118180807 A CN 118180807A
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赵耀
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Abstract

本发明属于复合管制造技术领域,具体公开了一种高钎着率复合管的制造方法,包括以下步骤:S1,准备材料;S11,加工内层管柱;S12,加工外管,将外管的一端进行封闭,外管的另一端为敞口端;S2,装配步骤S1中的材料;S3,真空钎焊,将步骤S2中装配完成的组件一起竖直放入真空钎焊炉中进行钎焊,外管内的钎料熔化,内层管柱在砝码重力的作用下向下移动,并将熔融的钎料挤入内层管柱和外管之间的间隙内;S4,冷却,步骤S3中真空钎焊完成后,工件和真空钎焊炉一起进行冷却;S5,将步骤S4中冷却后的工件取出,再将工件的密封端去除,得到钎焊复合管。本发明能够实现动态填料,及时排除钎料熔化释放气体,并最终形成高钎着率的钎焊复合管。

Description

一种高钎着率复合管的制造方法
技术领域
本发明涉及复合管制造技术领域,具体涉及一种高钎着率复合管的制造方法。
背景技术
随着现代科技的发展,各行各业对管材综合性能的要求越来越高。复合管由异种或同种材料构成,内外管之间通过成型或连接技术形成紧密结合。由于复合管兼具内外两种材料的优点,近年来得到迅速发展。目前常用的复合管制造方式有两种:机械复合和冶金复合。
机械复合是较为常用的复合管制造方式,主要针对延性较好的金属材料。制备方法有拉拔复合法、包覆式焊接法及压力胀合法等,其主要缺陷是结合层存在宏观间隙,结合强度低,在高温环境下会产生应力松弛而分层失效,发生失稳、鼓泡、塌陷等失效现象,在受轴向力的情况下内外两层金属难以传递和均衡外力。而冶金复合管由于通过高温熔化或扩散的方式实现内外管的冶金结合,界面结合强度高,故能够克服上述技术缺陷。
目前冶金复合管的生产方式主要有钎焊法、离心铸造法以及扩散焊法等。离心铸造法存在内外层金属厚度不均、偏心、裂纹或疏松等铸造缺陷。扩散焊法对管件表面和装配质量要求特别严格,且焊接温度高,热循环时间较长,易造成金属材料晶粒长大等问题。采用钎焊法制造的复合管在内外管之间形成冶金结合层,可将物理性能差别较大的两种管材紧密连接成无间隙的复合管,具有良好的机械性能。而且,钎焊温度相对较低,时间较短,对母材性能的影响较小。
虽然钎焊复合管的内外管结合性能最好,但如何填料一直是钎焊复合管制造的关键性难题。传统的复合管钎焊将箔带状钎料包裹缠绕在内管外表面,或将钎料刷涂、镀覆在内管外表面,并塞入外管,升温将钎料熔化后依靠毛细作用填充内外管间隙,钎焊间隙一般要求0.01-0.1mm。如此小的钎焊间隙要顺利完成装配,只能减少钎料用量,必然造成钎料之间或钎料与管壁之间存在空隙。一方面,钎料用量不足,难以保证钎焊时填满间隙,影响钎着率。另一方面,这种填料方式也造成了另一个难题。空隙会留存气体,且钎料熔化时也将释放气体。空隙间断分布在钎焊接头中,钎料熔化将气体封闭在接头中难以排出,形成气孔等钎焊缺陷,进一步影响钎着率。
虽然专利CN02134032.3和CN201510523437.8均采用了机械加冶金双重复合的方式尽量减少填料间隙,但难以保证间隙完全消除,且钎料熔化释放的气体仍然无法排出。此外,复合管尤其是刚度较差的细长薄壁复合管,钎焊间隙难以保证,一旦超出钎焊要求,则很难形成润湿良好的钎焊接头。因此,采用钎焊制造的复合管一般钎着率较低,内外管间易存在气孔、未钎透等缺陷,难以满足现代工业对高钎着率、高导热率、高强度复合管的要求。
发明内容
本发明提供了一种高钎着率复合管的制造方法,目的在于能够实现动态填料,并及时排除钎料熔化释放气体。
本发明通过下述技术方案实现:一种高钎着率复合管的制造方法,包括以下步骤:
S1,准备材料,材料包括内层管柱、外管、钎料和钎焊组件,所述钎焊组件包括管夹具和砝码;
S11,加工内层管柱,内层管柱为实心的棒料或空心的内管,内层管柱为空心的内管时,将内管的一端进行封闭,内管的另一端为敞口端;
S12,加工外管,将外管的一端进行封闭,外管的另一端为敞口端,外管的内径大于内层管柱的外径;
S2,装配步骤S1中的材料:
S21,在外管内装入钎料;
S22,将内层管柱的封闭端从外管的敞口端插入外管直至其底部,使内层管柱的底部与钎料接触,内层管柱与外管之间具有间隙;
S23,将砝码装在内层管柱顶部,砝码的重量大于内层管柱在熔融钎料中所受浮力及内层管柱向下移动所受摩擦阻力;
S3,真空钎焊,将步骤S2中装配完成的组件一起竖直放入真空钎焊炉中进行钎焊,外管内的钎料熔化,内层管柱在砝码重力的作用下向下移动,并将熔融的钎料挤入内层管柱和外管之间的间隙内;
S4,冷却,步骤S3中真空钎焊完成后,工件和真空钎焊炉一起进行冷却;
S5,将步骤S4中冷却后的工件取出,再将工件的密封端去除,得到钎焊复合管。
本发明中钎料在钎焊过程中逐渐变成熔融状态,而本发明利用砝码的重力克服熔融钎料进入内外管时液态钎料对内管的浮力及摩擦阻力等,将钎料由下往上挤入内外管间隙,实现了钎料的动态填充。该方法不依靠毛细作用,对钎焊间隙不敏感。利用砝码的重力挤压钎料填充,施力结构简单,便于炉中钎焊。此外,预填充钎料位于外管底部,而不是内外管之间,大幅降低了钎焊装配难度,解决了传统钎焊复合管填料困难的问题。
钎焊前钎料位于外管底部,内外管间隙无钎料,不影响排气;钎料熔化过程中产生的气体可通过内外管间隙由真空系统及时排出,并在液态钎料填充前排除绝大部分气体;钎料填充过程中残余气体形成的气泡所受浮力方向竖直向上,可沿间隙上浮并排出。
进一步,钎焊组件还包括管夹具,步骤S2中进行装配材料时,在管夹具上开设有与外管同轴间隙配合的内孔,外管插入管夹具的内孔内。
有益效果:本方案中的管夹具在钎焊过程中能够控制外管的变形,避免外管产生较大的形变,使制备完成的复合管质量更高。
进一步,所述管夹具的底部连接有基座,且所述管夹具与基座垂直设置。
有益效果:基座的设置能够提高管夹具的稳定性,便于后期放入真空钎焊炉中起到稳定的支撑安放作用。
进一步,内层管柱为空心的内管时,钎焊组件还包括芯棒,步骤S2中进行装配材料时,芯棒插入内管内并延伸至内管的底部,芯棒的长度大于内管的长度,所述芯棒与所述内管间隙配合,砝码装在所述芯棒的顶端。
有益效果:本方案中增加芯棒,芯棒能够控制内管的变形并施加压力,从而使制备完成的复合管质量进一步提升。
进一步,步骤S11中,加工内层管柱时,内层管柱外表面沿其轴向依次间隔加工有多层定位单元,每层定位单元的数量具有多个,且多个定位单元沿内层管柱的周向均匀分布。
有益效果:本方案中在内层管柱外侧设置的定位单元能够实现内层管柱的对中定位,从而能够保证两者的钎焊间隙均匀一致,使内层管柱和外管之间充填的钎料也更加均匀,内层管柱和外管的同轴度更高,最终形成的复合管质量更好。
进一步,步骤S12中,加工外管时,对外管的敞口端进行扩口形成喇叭口。
有益效果:本方案喇叭口的设置用于储存挤出的多余钎料,防止将外管和管夹具钎焊到一起。
进一步,所述钎料为实心棒状钎料,所述钎料外径小于所述外管内径。
有益效果:钎料外径小于外管内径,能够保证钎料顺利的进入外管底部,钎料为实心棒状钎料,这样自身含气率极低,便于提高钎焊质量。
进一步,步骤S3中真空钎焊时,抽真空,由室温加热至400℃,保温半小时;继续加热至700℃-800℃,保温半小时;再继续加热至800℃-1050℃,保温30-60分钟。
有益效果:本方案能够使钎焊组件的最终整体温度稳定达到钎焊温度要求,且升温过程中钎焊组件持续放气,持续抽真空,在钎料融化后进入钎焊间隙时达到要求的真空度,降低气孔等钎焊缺陷发生的概率,提高钎着率。
进一步,所述内层管柱为空心的内管,且所述内管和所述外管均为不锈钢管,所述钎料为铜基钎料。
进一步,所述内层管柱为实心的棒料,所述棒料为不锈钢棒,所述外管为铜管,所述钎料为银基钎料。
本发明的复合管的制造方法,利用砝码的重力克服熔融钎料进入内外管间隙的表面张力和液态钎料对内管的浮力,并将钎料由下往上挤入内外管间隙,实现了钎料的动态填充,填充距离可长达数米。
传统利用毛细作用的钎焊间隙要求为0.01-0.1mm,如此小的间隙难以同时实现长度数米的内外管的精密装配和钎料的充分填充。本发明的动态填料方法不依靠毛细作用,对钎焊间隙不敏感,钎焊前内外管的装配要求提升至毫米量级。预填充的钎料位于外管底部,而不是在内外管之间,降低了钎焊前的装配难度,使得数米长钎焊复合管的装配成为可能。此外,动态填料可实现钎料在轴向和径向的同步均匀填充,提高钎着率。
本发明所用钎料为实心棒状钎料,自身含气率极低;钎焊前钎料位于外管底部,内外管间隙无钎料,不影响组件排气;钎料熔化过程中产生的气体可通过内外管间隙由真空系统排出,并在钎料填充前排除绝大部分气体;钎料填充过程中残余气体形成的气泡所受浮力方向竖直向上,可沿间隙上浮并排出,进一步提高钎着率。
在钎焊过程中,利用在高温合金管夹具控制外管的变形;利用合金芯棒控制内管的变形并施加压力;在内管外表面布置定位结构保证均匀的钎焊间隙。通过以上措施综合控制钎焊变形和钎焊间隙,可实现薄壁管的钎焊复合。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明实施例中复合管钎焊组件装配的爆炸图;
图2为本发明实施例中组装完成后的复合管钎焊组件纵向剖视图;
图3为本发明实施例中钎焊完成后的复合管钎焊组件纵向剖视图;
图4为本发明实施例中的成品钎焊复合管。
附图中标记及对应的零部件名称:
内管1、外管2、芯棒3、管夹具4、钎料5、熔融钎料5’、砝码6。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1,如图1-图3所示,本实施例1提供了一种高钎着率复合管的制造方法,包括以下步骤:
S1,准备材料,材料包括内层管柱、外管2、钎料5和钎焊组件,钎焊组件包括管夹具4和砝码6;
S11,加工内层管柱,内层管柱为实心的棒料或空心的内管1,内层管柱为空心的内管1时,将内管1的一端进行封闭,保证密封性,内管1的另一端为敞口端;
S12,加工外管2,将外管2的一端进行封闭,保证密封性,外管2的另一端为敞口端,外管2的内径大于内层管柱的外径;
本实施例中内层管柱为内管1,内管1和外管2在进行下一步处理前,均需要打磨去除氧化皮,并用酒精清洗去除油污,如钎焊工艺有要求,可对管材进行电镀等表面处理,比如对内管1外壁进行表面处理,对外管2内壁进行表面处理。
步骤S11中,加工内层管柱时,内层管柱外表面沿其轴向依次间隔加工有多层定位单元,每层定位单元的数量具有多个,且多个定位单元沿内层管柱的周向均匀分布,具体的:图1所示,采用电阻焊将合适尺寸的小圆片点焊在内管1外表面,同一位置沿加周向均匀点焊3个,轴向根据内管1长度和刚度需要进行点焊,点焊完成后修磨,保证径向尺寸要求并可插入外管2内,从而实现内管1的对中定位,并保证二者间隙均匀。焊接完成后,打磨清理焊缝位置,去除焊接残留及氧化皮,并进行清洗。
本实施例中加工外管2时,对外管2的敞口端进行旋压扩口形成喇叭口,用于储存挤出的多余钎料5,防止将外管2和高温合金管夹具4钎焊到一起。上述处理完成后,打磨清理焊缝位置,去除焊接残留及氧化皮,并进行清洗。
S2,装配步骤S1中的材料:
S21,在外管2内装入钎料5;本实施例中的钎料5为实心棒状钎料5,钎料5外径略小于外管2内径,确保钎料5能够顺利进入外管2底部,钎料5投入量应根据复合管间隙尺寸及长度确定,钎料5成分应该根据复合管材质、使用工况及钎焊工艺等适当选择。
S22,将内管1的封闭端从外管2的敞口端插入外管2直至其底部,使内管1的底部与钎料5接触,并可在外管2内顺利轴向滑动,内管1与外管2之间具有间隙,该间隙为钎焊间隙,后期钎料5融化后能够进入该间隙;
S23,将砝码6装在内管1顶部,砝码6的重量大于内层管柱在熔融钎料5’中所受浮力及内管1向下移动所受摩擦阻力;
钎焊组件还包括管夹具4,本实施例中进行装配材料时,在管夹具4上开设有与外管2同轴间隙配合的内孔,外管2插入管夹具4的内孔内,本实施例中采用高温合金管制造管夹具4,高温合金管夹具4的长度不低于复合管的有效长度,即不低于后期钎焊完成后切割复合管端部后的长度,这样能够对外管2起到更有效的支撑和控制形变的作用。本实施例中管夹具4在钎焊温度下应具有足够的刚度,管夹具4能够确保钎焊过程中的外管2变形可控,管夹具4内孔与外管2之间间隙配合,便于钎焊完成后顺利取出。
本实施例中管夹具4的底部连接有基座,且管夹具4与基座垂直设置,本实施例中管夹具4与基座焊接连接或一体成型,且基座上沿其周向开设有多个圆孔,基座的设置便于整个钎焊组件在真空钎焊炉内竖直放置。
本实施例中内层管柱为空心的内管1时,步骤S2中进行装配材料时钎焊组件还包括芯棒3,芯棒3在钎焊温度下应具有足够的刚度,本实施例采用高温合金制造芯棒3,芯棒3的设置能够确保内管1在钎焊过程中的变形可控。且芯棒3插入内管1内并延伸至内管1的底部,芯棒3的长度大于内管1的长度,芯棒3与内管1间隙配合,便于钎焊完成后取出,此时砝码6装在芯棒3的顶端。
砝码6底部具有装配孔,该装配孔与高温合金芯棒3间隙配合,本实施例中砝码6应采用不锈钢等不易氧化的材质制备,防止影响钎焊质量。砝码6的重量根据内管1在熔融钎料5’中所受浮力、内管1的重量、液体挤入间隙所受表面张力和高温合金芯棒3的重量共同确定,在保证高温合金芯棒3不变形的情况下应适当加大砝码6重量,确保砝码6的重力能够将熔融钎料5’完全挤入外管2和内管1之间的间隙。
S3,真空钎焊,将步骤S2中装配完成的组件一起竖直放入真空钎焊炉中进行钎焊,当外管2内的钎料5熔化,内层管柱在砝码6重力的作用下向下移动,并将熔融的钎料5挤入内层管柱和外管2之间的间隙内;由于高温合金管夹具4较厚,对传热影响较大,因此在升温过程中的每一阶段应设定足够的保温时间,保证钎焊组件的最终整体温度达到钎焊温度,并保温足够长的时间,以便于钎料5熔化并润湿内管1外壁和外管2内壁,本实施例中真空钎焊时,抽真空,由室温加热至400℃,保温半小时;继续加热至700℃-800℃,保温半小时;再继续加热至800℃-1050℃,保温30-60分钟;
S4,冷却,步骤S3中真空钎焊完成后,工件和真空钎焊炉一起进行冷却;
S5,冷却完成后,将步骤S4中冷却后的工件取出,再采用机加工或线切割的方式将工件的密封端和喇叭口去除,得到如图4所示的钎焊复合管。
具体实施过程如下:
本实施例中以内层管柱为空心的内管1,且内管1和外管2均为不锈钢管,钎料5为铜基钎料进行具体实施说明:
本实施例:316L不锈钢管的内管+316L不锈钢管的外管+铜基钎料(Cu96Si3.2Mn0.8):
①选取Ф9×1mm长度500mm的316L不锈钢管作为内管1,内管1的内径取正公差0.05mm,圆度公差不超过0.02mm,直线度公差不超过0.01mm/100mm。将内管1放置于酒精中超声波清洗10分钟,吹干备用;
②采用手工TIG焊将内管一端利用316L圆片堵头焊死形成封闭端,保证密封性。采用电阻焊将厚度为0.5mm,直径为2mm的316L圆片点焊在内管1外表面,同一位置沿周向均匀点焊3个,轴向每隔10cm点焊一圈。点焊完成后修磨,保证径向尺寸要求并可顺利插入外管2,从而实现内管1的对中定位,保证二者间隙均匀。焊接完成后,打磨清理焊缝,去除焊接残留及氧化皮,并利用酒精超声波清洗;
③选取Ф14×2mm长度500mm的316L不锈钢管作为外管2,外管2的外径取负公差0.05mm,圆度公差不超过0.02mm,直线度公差不超过0.01mm/100mm。将外管2放置于酒精中超声波清洗10分钟,吹干备用;
④采用手工TIG焊将外管2一端利用316L圆片堵头焊死形成封闭端,保证密封性。另外一端采用旋压扩口,使其成为喇叭口,用于储存挤出的多余钎料,防止将外管2和高温合金管夹具4钎焊到一起。上述处理完成后,打磨清理焊缝位置,去除焊接残留及氧化皮,并利用酒精超声波清洗10分钟,吹干备用。
⑤选取Ф20×3mm长度500mm的钼合金管制造高温合金管夹具4,钼合金管的内径取正公差0.05mm,圆度公差不超过0.02mm,直线度公差不超过0.01mm/100mm。采用Ф20cm厚2cm的316L圆盘制作基座,基座中心孔直径为20mm,将钼合金管插入孔内且与基座垂直。
⑥选取直径7mm长度600mm的钼合金棒作为高温合金芯棒3,芯棒3的外径取负公差0.05mm。根据计算得知,内管在熔融铜基钎料中所受浮力约为2.7公斤,为保证内管顺利下沉至底部,确定砝码6重量为5公斤。选取直径10cm高度8cm的316L不锈钢棒加工砝码6。砝码6底部中心加工一直径7mm/深度20mm的孔,孔与不锈钢棒的轴向相同。
⑦根据计算得知,填满500mm内管和外管间隙所需铜基钎料66g,按照5%的余量共需钎料5约70g。选取直径8.5mm长度14mm的实心棒状铜基钎料,采用砂纸打磨去除表面氧化皮,并在酒精中超声波清洗10分钟,吹干备用。
⑧上述组件的装配如图1所示。将钎料5塞入外管2底部,并将外管2插入高温合金管夹具4内。将高温合金芯棒3插入内管1,并将内管1插入外管2直至与钎料5接触,且内管1在外管2内可顺利滑动。将上述装配完成的组件放入真空钎焊炉,确保组件竖直放置,并在高温合金芯棒3顶部加装砝码6,达到如图2所示的状态。
⑨对上述装配完成的钎焊组件进行真空钎焊。抽真空至5×10-3Pa,由室温加热至400℃(1小时),保温半小时;继续加热至800℃(1.5小时),保温半小时;继续加热至1050℃(1.5小时),保温40分钟。钎料5逐渐融化形成熔融状态的熔融钎料5’,内管1和高温合金芯棒3在砝码6重力的作用下向下移动,并将熔融钎料5’挤入钎焊间隙,达到如图3所示的状态。
⑩钎焊完成后,工件整体随炉冷却。冷却至室温后开炉将工件取出。此时,内管1和外管2已钎焊为一体成为复合管。采用机加工或线切割的方式将复合管两端去除,得到如图4所示的钎焊复合管。
实施例2,与实施例1的区别在于:本实施例中的内层管柱为实心的棒料,棒料为不锈钢棒,外管为铜管,钎料为银基钎料。
具体实施例过程如下:
本实施例中材料采用316L不锈钢棒的棒料+T2铜管的外管+银基钎料(Ag72Cu28)。
①选取Ф10mm长度1000mm的316L不锈钢棒作为棒料,不锈钢棒在银基钎料的钎焊温度下刚度较好,可直接插入外管2进行钎焊。棒料的圆度公差不超过0.02mm,直线度公差不超过0.01mm/100mm。将棒料采用砂纸打磨去除表面氧化皮,并用酒精清洗,吹干备用;
②采用电阻焊将厚度1mm直径2mm的316L圆片点焊在棒料外表面,同一位置沿周向均匀点焊3个,轴向每隔20cm点焊一圈。点焊完成后修磨,保证径向尺寸要求并可顺利插入外管2,从而实现棒料1的对中定位,并保证二者间隙均匀。点焊完成后,打磨清理焊缝,去除焊接残留及氧化皮,并利用酒精超声波清洗。采用电镀的方式在棒料表面镀镍,镀镍层厚度2-5μm。
③选取Ф20×4mm长度1000mm的T2铜管作为外管,外管的外径取负公差0.05mm,圆度公差不超过0.02mm,直线度公差不超过0.01mm/100mm。
④采用手工TIG焊将外管一端利用圆柱形T2铜堵头焊死,保证密封性。另外一端采用旋压扩口,使其成为喇叭口,用于储存挤出的多余钎料,防止将外管和高温合金管夹具钎焊到一起。上述处理完成后,打磨清理焊缝位置,去除焊接残留及氧化皮,并使用5%-10%的稀硝酸对铜管进行酸洗,再用酒精清洗,吹干备用。
⑤选取Ф30×5mm长度1000mm的钼合金管制造高温合金管夹具4,钼合金管的内径取正公差0.05mm,圆度公差不超过0.02mm,直线度公差不超过0.01mm/100mm。采用Ф30cm厚4cm的316L圆盘制作基座,基座中心孔直径为30mm,将钼合金管插入孔内且与基座垂直。
⑥根据计算得知,棒料在熔融银基钎料中所受浮力约为8公斤,为保证内管顺利下沉至底部,确定砝码6重量为16公斤。选取直径15cm高度10cm的316L不锈钢棒加工砝码6。砝码6底部中心加工一直径10mm,深度2cm的孔,孔与不锈钢棒的轴向相同。
⑦根据计算得知,填满400mm内外管间隙所需银基钎料363g,按照5%的余量填充共需钎料5约380g。选取直径11mm长度380mm的实心棒状银基钎料5,采用砂纸打磨去除表面氧化皮,并在酒精中超声波清洗10分钟,吹干备用。
⑧上述组件的装配如图1所示。将银基钎料5塞入外管2底部,并将外管2插入高温合金管夹具4内。将棒料插入外管2直至与钎料5接触,且棒料在外管2内可顺利滑动。将上述装配完成的组件放入真空钎焊炉,确保组件竖直放置,并在棒料顶部加装砝码6。
⑨对上述装配完成的钎焊组件进行真空钎焊。抽真空至5×10-3Pa,由室温加热至400℃(1小时),保温半小时;继续加热至700℃(1小时),保温半小时;继续加热至810℃(1小时),保温1小时。钎料5逐渐融化形成熔融状态的熔融钎料5’,芯棒1在砝码6重力的作用下向下移动,并将熔融钎料5’挤入钎焊间隙。
⑩钎焊完成后,工件整体随炉冷却。冷却后开炉将工件取出。此时,棒料和外管2已钎焊为一体成为复合管。采用机加工或线切割的方式将复合管两端的密封以及喇叭口去除,得到钎焊复合管。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,准备材料,材料包括内层管柱、外管、钎料和钎焊组件,所述钎焊组件包括管夹具和砝码;
S11,加工内层管柱,内层管柱为实心的棒料或空心的内管,内层管柱为空心的内管时,将内管的一端进行封闭,内管的另一端为敞口端;
S12,加工外管,将外管的一端进行封闭,外管的另一端为敞口端,外管的内径大于内层管柱的外径;
S2,装配步骤S1中的材料:
S21,在外管内装入钎料;
S22,将内层管柱的封闭端从外管的敞口端插入外管直至其底部,使内层管柱的底部与钎料接触,内层管柱与外管之间具有间隙;
S23,将砝码装在内层管柱顶部,砝码的重量大于内层管柱在熔融钎料中所受浮力及内层管柱向下移动所受摩擦阻力;
S3,真空钎焊,将步骤S2中装配完成的组件一起竖直放入真空钎焊炉中进行钎焊,外管内的钎料熔化,内层管柱在砝码重力的作用下向下移动,并将熔融的钎料挤入内层管柱和外管之间的间隙内;
S4,冷却,步骤S3中真空钎焊完成后,工件和真空钎焊炉一起进行冷却;
S5,将步骤S4中冷却后的工件取出,再将工件的密封端去除,得到钎焊复合管。
2.根据权利要求1所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,钎焊组件还包括管夹具,步骤S2中进行装配材料时,在管夹具上开设有与外管同轴间隙配合的内孔,外管插入管夹具的内孔内。
3.根据权利要求2所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,所述管夹具的底部连接有基座,且所述管夹具与基座垂直设置。
4.根据权利要求1或2所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,内层管柱为空心的内管时,钎焊组件还包括芯棒,步骤S2中进行装配材料时,芯棒插入内管内并延伸至内管的底部,芯棒的长度大于内管的长度,所述芯棒与所述内管间隙配合,砝码装在所述芯棒的顶端。
5.根据权利要求1所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,步骤S11中,加工内层管柱时,内层管柱外表面沿其轴向依次间隔加工有多层定位单元,每层定位单元的数量具有多个,且多个定位单元沿内层管柱的周向分布。
6.根据权利要求1所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,步骤S12中,加工外管时,对外管的敞口端进行扩口形成喇叭口。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,所述钎料为实心棒状钎料,所述钎料外径小于所述外管内径。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,步骤S3中真空钎焊时,抽真空,由室温加热至400℃,保温半小时;继续加热至700℃-800℃,保温半小时;再继续加热至800℃-1050℃,保温30-60分钟。
9.根据权利要求1所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,所述内层管柱为空心的内管,且所述内管和所述外管均为不锈钢管,所述钎料为铜基钎料。
10.根据权利要求1所述的一种高钎着率复合管的制造方法,其特征在于,所述内层管柱为实心的棒料,所述棒料为不锈钢棒,所述外管为铜管,所述钎料为银基钎料。
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