一種鋼-鋼冷卻夾層結構工件的氣體加壓擴散釬焊方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種加壓擴散釬焊的工藝方法，特別適用于鋼-鋼冷卻夾層結構噴管的釬焊。
【背景技術】
[0002]現階段，鋼-鋼冷卻夾層結構噴管采用真空釬焊的方法進行釬焊。該方法是在待焊面上預置一層錳基釬料作為中間層，將工件放入釬焊爐中，對爐膛內通入一定量的氬氣，釬焊過程中產品外壁在接近0.1MPa的壓力及高溫作用下發生熱塑性變形，從而實現內、夕卜壁之間的貼合及釬焊。但該方法的不足之處在于:外壁前、后段剛性較大，現有的壓力條件不易使其發生塑性變形，造成釬焊過程中內外壁貼合情況存在較大差異，在貼合不良的區域液態釬料的毛細填縫作用減弱，接頭強度因局部釬焊料用量不足而降低，而在貼合情況較好的區域易導致富余的釬焊料流入冷卻通道造成堵塞。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種氣體加壓擴散釬焊的工藝方法，采用惰性氣體作為施壓介質作用在工件上，使接頭界面緊密接觸，促進界面間的擴散，實現工件的尚質量奸焊。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟:
[0005](I)在鋼-鋼冷卻夾層結構工件的外壁內表面及內壁外表面上電鍍鎳，并在內壁筋條表面以點焊的方式預置箔狀的BMn70NiCr合金作為中間層；
[0006](2)將外壁和內壁套裝成鋼-鋼冷卻夾層結構工件后封閉內壁的兩端，形成內腔，對內腔抽真空；將鋼-鋼冷卻夾層結構工件裝入擴散焊爐中，在氬氣氛圍下對鋼-鋼冷卻夾層結構工件進行加壓擴散釬焊；
[0007](3)控制擴散焊爐分階段按不同速率升溫，30min由室溫升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分別在1180°C進行25min的等溫凝固保溫，在1000°C進行30min的成分均勻化保溫；保溫結束后隨爐冷卻至室溫。
[0008]所述步驟(I)中工件鋼制外壁內表面及內壁外表面上電鍍鎳的厚度為4um?7um ；內壁筋條表面預置箔狀的BMn70NiCr合金的厚度為0.12mm。
[0009]所述步驟⑵中內腔真空度氺IPa ;加壓擴散釬焊的壓力為0.2MPa?0.3MPa。
[0010]本發明的有益效果是:
[0011](I)在釬焊過程中通過合理選擇加壓壓力，保證了釬焊件待焊部位的釬焊間隙，在一定程度上降低了釬焊件在釬焊前的裝配要求，并在一定程度上提高了釬焊質量；
[0012](2)通過對產品內腔抽真空，并對內、外壁施加一定壓力的惰性氣體，解決了帶有冷卻通道的鋼-鋼復雜回轉結構件真空釬焊時釬焊質量差的難題。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的氣體加壓擴散釬焊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。
[0015]本發明提供一種鋼-鋼冷卻夾層結構氣體加壓擴散釬焊的工藝方法，所述工藝方法包括下列步驟:
[0016](I)在鋼制外壁內表面及內壁外表面上電鍍鎳，并在內壁筋條表面以點焊的方式預置箔狀的BMn70NiCr合金作為中間層；
[0017](2)將內外壁套裝成夾層工件后封閉內腔，工件裝入擴散焊爐中，對工件內腔抽真空，爐膛內充氬氣加壓，進行加壓擴散釬焊；
[0018](3)控制爐膛分階段按不同速率升溫，并在等溫凝固及成分均勻化階段分別進行一定時間的保溫。保溫結束后隨爐冷卻至室溫。
[0019]所述步驟(I)中工件鋼制外壁內表面及內壁外表面上電鍍鎳的厚度為4um?7um ；所述步驟(I)中內壁筋條表面預置箔狀的BMn70NiCr合金的厚度為δ 0.12mm。
[0020]所述步驟(2)中擴散釬焊過程工件內腔真空度為氺IPa ;所述步驟(2)中擴散釬焊過程爐膛壓力為0.2MPa?0.3MPa。
[0021]所述步驟(3)中擴散釬焊的升溫速率為:30min由室溫升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C 升至 900 °C、1min 由 900°C 升至 1050°C、25min 由 1050°C 升至1180°C;所述步驟(3)中等溫凝固及成分均勻化階段是指工件分別在1180°C進行25min的保溫，在1000°C進行30min的保溫。
[0022]本發明的實施例如圖1所示的鋼-鋼冷卻夾層結構工件的加壓擴散釬焊結構圖中，I為工件內壁，2為工件外壁，3為擴散焊爐膛體，4為爐膛充氣管，5為擴散焊爐爐門，6為擴散焊軸，7為抽真空管，工件為型面連續的錐形結構件，外壁材料為lCr21Ni5Ti，內壁材料為lCrl8Ni9Ti，采用以下步驟釬焊:
[0023](I)在鋼制外壁2內表面及內壁I外表面上電鍍4um?7um的鎳鍍層，并在內壁筋條表面點焊δ 0.12mm的箔狀BMn70NiCr合金作為中間層。
[0024](2)將內外壁套裝成夾層工件后封閉內腔，將工件裝入擴散焊爐3中，封閉爐門5。通過爐膛充氣管4對爐膛充入氬氣進行加壓，爐膛壓力為0.2MPa?0.3MPa。通過抽真空管7對工件內腔進行抽真空，內腔真空度氺IPa0
[0025](3)對爐體升溫進行擴散釬焊，升溫速率為:30min由室溫升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分別在1180°C進行25min的等溫凝固保溫，在1000°C進行30min的成分均勻化保溫。釬焊過程中工件連同擴散焊軸6進行勻速旋轉，保證產品焊接的均勻性。
[0026]實施例1
[0027](I)在工件外壁內表面及內壁外表面電鍍6.3um的鎳鍍層，并在內壁筋條表面點焊δ 0.12mm的箔狀BMn70NiCr合金；
[0028](2)將內外壁套裝號后封閉內腔，將工件裝入擴散焊爐中。爐膛內充氬進行加壓，爐膛壓力為0.2MPa，對工件夾層抽真空，內腔真空度0.4Pa ;
[0029](3)對爐體升溫進行擴散釬焊，升溫速率為:30min由室溫升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分別在1180°C進行25min的等溫凝固保溫，在1000°C進行30min的成分均勻化保溫。
[0030]實施例2
[0031](I)在工件外壁內表面及內壁外表面電鍍5.8um的鎳鍍層，并在內壁筋條表面點焊δ 0.12mm的箔狀BMn70NiCr合金；
[0032](2)將內外壁套裝號后封閉內腔，將工件裝入擴散焊爐中。爐膛內充氬進行加壓，爐膛壓力為0.3MPa，對工件夾層抽真空，內腔真空度0.6Pa ;
[0033](3)對爐體升溫進行擴散釬焊，升溫速率為:30min由室溫升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分別在1180°C進行25min的等溫凝固保溫，在1000°C進行30min的成分均勻化保溫。
【主權項】
1.一種鋼-鋼冷卻夾層結構工件的氣體加壓擴散釬焊方法，其特征在于包括下述步驟: (1)在鋼-鋼冷卻夾層結構工件的外壁內表面及內壁外表面上電鍍鎳，并在內壁筋條表面以點焊的方式預置箔狀的BMn70NiCr合金作為中間層； (2)將外壁和內壁套裝成鋼-鋼冷卻夾層結構工件后封閉內壁的兩端，形成內腔，對內腔抽真空；將鋼-鋼冷卻夾層結構工件裝入擴散焊爐中，在氬氣氛圍下對鋼-鋼冷卻夾層結構工件進行加壓擴散釬焊； (3)控制擴散焊爐分階段按不同速率升溫，30min由室溫升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C 升至 900 °C、1min 由 900°C 升至 1050°C、25min 由 1050°C 升至1180°C，并分別在1180°C進行25min的等溫凝固保溫，在1000°C進行30min的成分均勻化保溫；保溫結束后隨爐冷卻至室溫。2.根據權利要求1所述的鋼-鋼冷卻夾層結構工件的氣體加壓擴散釬焊方法，其特征在于:所述步驟(I)中工件鋼制外壁內表面及內壁外表面上電鍍鎳的厚度為4um?7um ;內壁筋條表面預置箔狀的BMn70NiCr合金的厚度為0.12mm。3.根據權利要求1所述的鋼-鋼冷卻夾層結構工件的氣體加壓擴散釬焊方法，其特征在于:所述步驟(2)中內腔真空度氺IPa ;加壓擴散釬焊的壓力為0.2MPa?0.3MPa。
【專利摘要】本發明提供了一種鋼-鋼冷卻夾層結構工件的氣體加壓擴散釬焊方法，在工件外壁內表面和內壁外表面上電鍍鎳，并在內壁筋條表面預置箔狀的BMn70NiCr合金作為中間層；內外壁裝配到位后將工件裝入擴散焊爐中，工件內腔抽真空并對爐膛內充一定壓力的氬氣，實現內腔與爐膛的壓差；控制爐膛分階段按不同速率升溫，在等溫凝固及成分均勻化階段分別進行一定時間的保溫。本發明有效地提升了銑槽式噴管的釬焊質量，通過氣體加壓的方式保證了工件內、外壁的緊密貼合，并且在等溫凝固結束后增加了成分均勻化的階段，大大提高了釬焊接頭的性能。
【IPC分類】B23K1/008, B23K1/20
【公開號】CN105215498
【申請號】CN201510727762
【發明人】李珍珍, 吳振中, 李雙吉, 朱笑睿, 張文博, 王瑞琦
【申請人】西安航天發動機廠
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月30日