專利名稱：一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擴散焊接工藝領(lǐng)域，具體涉及一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法。
背景技術(shù)：
擴散焊是在某種介質(zhì)環(huán)境下(真空、氣保護等)，一定的溫度和壓力下，待焊表面相互接觸，通過微觀塑性變形或通過在待焊表面上產(chǎn)生的微量液相而擴大待焊表面的物理接觸，使結(jié)合材料在發(fā)生微小塑性變形和蠕變的同時，經(jīng)一定時間的結(jié)合層原子間相互擴散，從而形成整體的可靠連接的一種先進連接方法。擴散焊接技術(shù)可用于一些大面積結(jié)合件、中空構(gòu)件、層疊構(gòu)件、具有復雜通道構(gòu)件等的連接，焊接時某些特定區(qū)域需要隔離止焊， 且連接區(qū)域與非連接區(qū)域界限需精確控制。
資料表明，控制連接區(qū)域與止焊區(qū)域可借助焊接工裝來實現(xiàn)，但需要焊接工裝能夠耐高溫，且不與待焊產(chǎn)品發(fā)生粘接或化學反應，目前工裝制作材料有陶瓷和石墨等材料， 陶瓷耐高溫但脆性強，擴散焊接過程中施加壓力容易造成工裝斷裂破壞，石墨材料則容易與材料發(fā)生粘接，不易徹底清除，帶來多余物遺留隱患；此外還可通過涂膠刻形的方式實現(xiàn)，需要保護膠有足夠的結(jié)合力且容易剝離，采用該方法，對人員要求較高，涂覆時保護膠要避免污染待焊面，同時刻形時需工裝控制刻形界限，且刻形需用力得當，否則會造成零件表面的損傷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、可靠，能夠精確控制擴散焊連接區(qū)域與非連接區(qū)域，控制精度達到0. 02mm的精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其采用擴散焊進行同種材料或異種材料的部分區(qū)域焊接，該方法按照如下步驟進行
(a)清潔待焊接零件的表面，去除表面油污、氧化物雜質(zhì)；
(b)通過電鍍或離子注入方式在待焊接零件的表面形成金屬表面改性層；
(c)根據(jù)待焊接零件的焊接區(qū)域尺寸制作PVC膜；該PVC膜一面可膠貼，并且PVC 膜尺寸與焊接區(qū)域尺寸一致，控制精度達到0. 02mm ；
(d)將步驟(C)所述的PVC膜粘貼于待焊接零件的焊接區(qū)域表面以進行保護；待焊接零件的其余區(qū)域為止焊區(qū)域，將待焊接零件的止焊區(qū)域表面的金屬表面改性層去除；
(e)在待焊接零件的止焊區(qū)域表面涂覆IO3或陶瓷基止焊劑，止焊劑厚度小于PVC 膜的厚度；
(f)將涂覆止焊劑后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接區(qū)域，零件進行裝配后進行擴散焊接。
如上所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其步驟(a)中通過超聲波清洗或化學清洗方式清潔待焊接零件的表面。
如上所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其步驟(d)中通過將待焊接零件放入酸液槽中，將止焊區(qū)域表面的金屬表面改性層去除。
如上所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其步驟(b)所述的金屬表面改性層為鎳層或銀層。
如上所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其所述的待焊接零件的表面粗糙度Ra < 3. 2。
如上所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其所述的PVC膜的厚度為 0. 15 0. 25mm，金屬表面改性層的厚度為0. 15 0. 25，止焊劑的厚度0. 05 0. 14mm。
本發(fā)明的效果在于本發(fā)明所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，在待焊接零件的焊接區(qū)域粘帖PVC膜，通過精確控制PVC膜的尺寸，即可實現(xiàn)對焊接區(qū)域尺寸的精確控制，即焊接區(qū)域和止焊區(qū)域精確界定。本發(fā)明方法工藝簡單，可靠，原材料成本低廉，易實現(xiàn)。


圖1為待焊接零件示意圖2為與焊接區(qū)域尺寸一致的PVC膜示意圖3為對焊接區(qū)域保護后止焊劑涂覆示意圖4為焊接件焊接示意圖5為圖4的焊接件剖面示意圖。
圖中1為止焊區(qū)域，2為焊接區(qū)域；3為涂覆的止焊劑；4為PVC膜。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的作進一步描述。
實施例1
本發(fā)明所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其采用擴散焊進行兩個同種材料(不銹鋼材料)部分區(qū)域焊接，不銹鋼待焊接零件的表面粗糙度Ra ^ 3. 2。該方法具體包括如下步驟
(a)如圖1所示，通過超聲波清洗方式清潔待焊接不銹鋼零件的表面，去除表面油污、氧化物等雜質(zhì)；
(b)通過電鍍方式在待焊接零件的表面電鍍0.15 0.25mm厚的鎳層(例如厚 0. 15mm、0. 20mm或0. 25mm)，以利于材料原子的擴散。
(c)如圖2所示，根據(jù)待焊接零件的焊接區(qū)域尺寸制作PVC膜；該PVC膜材料為市售PVC產(chǎn)品，其一面可膠貼，并且PVC膜尺寸與設計的焊接區(qū)域尺寸一致，控制精度達到 0.02mm。該PVC膜的厚度為0. 15 0. 25mm(例如厚0. 15mm、0. 20mm或0. 25mm)。這樣通過精確控制PVC膜的尺寸，即可實現(xiàn)對焊接區(qū)域尺寸的精確控制，即焊接區(qū)域和止焊區(qū)域精確界定。
(d)如圖3所示，將步驟(c)所述的PVC膜4粘貼于待焊接零件的焊接區(qū)域2表面， 用以進行保護；待焊接零件的其余區(qū)域為止焊區(qū)域1，通過將待焊接零件放入酸液槽中，將止焊區(qū)域1表面的鎳層去除；
(e)在待焊接零件的止焊區(qū)域1表面涂覆^O3，止焊劑3厚度為0.05 0. 14mm (例如厚0. 05mm、0. 10謹或0. 14謹)，小于PVC膜的厚度。
(f)如圖4和圖5所示，將涂覆止焊劑后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接區(qū)域2，零件進行裝配后進行擴散焊接。
實施例2
本發(fā)明所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其采用擴散焊進行異種材料(銅材料和不銹鋼材料)的部分區(qū)域焊接，待焊接零件的表面粗糙度Ra <3. 2。該方法具體包括如下步驟
(a)通過化學清洗方式清潔待焊接銅零件的表面，去除表面油污、氧化物等雜質(zhì)；
(b)通過離子注入方式在待焊接銅零件的表面形成銀層，銀層的厚度為0. 15 0. 25mm (例如厚 0. 15mm、0. 20mm 或 0. 25mm)。
(c)根據(jù)待焊接銅零件的焊接區(qū)域尺寸制作PVC膜；該PVC膜材料為市售PVC產(chǎn)品，其一面可膠貼，并且PVC膜尺寸與設計的焊接區(qū)域尺寸一致，控制精度達到0. 02mm。該 PVC 膜的厚度為 0. 15 0. 25mm(例如厚 0. 15mm、0. 20mm 或 0. 25mm)。
(d)將步驟(c)所述的PVC膜粘貼于待焊接銅零件的焊接區(qū)域表面，用以進行保護；待焊接銅零件的其余區(qū)域為止焊區(qū)域，通過將待焊接銅零件放入酸液槽中，使止焊區(qū)域表面的銀層去除；
(e)在待焊接銅零件的止焊區(qū)域表面涂覆陶瓷基止焊劑，止焊劑厚度為0. 05 0. 14mm(例如厚 0. 05mm、0. IOmm 或 0. 14mm)，小于 PVC 膜的厚度。
(f)將涂覆止焊劑后的待焊接銅零件表面的PVC膜去除，露出待焊接區(qū)域，與不銹鋼零件進行裝配后進行擴散焊接。
權(quán)利要求
1.一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其采用擴散焊進行同種材料或異種材料的部分區(qū)域焊接，其特征在于該方法按照如下步驟進行(a)清潔待焊接零件的表面，去除表面油污、氧化物雜質(zhì)；(b)通過電鍍或離子注入方式在待焊接零件的表面形成金屬表面改性層；(c)根據(jù)待焊接零件的焊接區(qū)域尺寸制作PVC膜；該PVC膜一面可膠貼，并且PVC膜尺寸與焊接區(qū)域尺寸一致，控制精度達到0. 02mm ；(d)將步驟(c)所述的PVC膜粘貼于待焊接零件的焊接區(qū)域(2)表面以進行保護；待焊接零件的其余區(qū)域為止焊區(qū)域(1)，將待焊接零件的止焊區(qū)域(1)表面的金屬表面改性層去除；(e)在待焊接零件的止焊區(qū)域(1)表面涂覆IO3或陶瓷基止焊劑，止焊劑厚度小于PVC 膜的厚度；(f)將涂覆止焊劑后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接區(qū)域0)，零件進行裝配后進行擴散焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其特征在于步驟(a)中通過超聲波清洗或化學清洗方式清潔待焊接零件的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其特征在于步驟(d)中通過將待焊接零件放入酸液槽中，將止焊區(qū)域(1)表面的金屬表面改性層去除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其特征在于步驟(b)所述的金屬表面改性層為鎳層或銀層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其特征在于所述的待焊接零件的表面粗糙度Ra < 3. 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法，其特征在于所述的PVC膜的厚度為0. 15 0. 25mm，金屬表面改性層的厚度為0. 15 0. 25，止焊劑的厚度 0. 05 0. 14mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種精確控制擴散焊接/止焊區(qū)域的方法。其步驟(a)清潔待焊接零件的表面；(b)通過電鍍或離子注入方式在待焊接零件的表面形成金屬表面改性層；(c)根據(jù)待焊接零件的焊接區(qū)域尺寸制作PVC膜；該PVC膜一面可膠貼，并且PVC膜尺寸與焊接區(qū)域尺寸一致；(d)將PVC膜粘貼于待焊接零件的焊接區(qū)域表面以進行保護；待焊接零件的其余區(qū)域為止焊區(qū)域，將待焊接零件的止焊區(qū)域表面的金屬表面改性層去除；(e)在待焊接零件的止焊區(qū)域表面涂覆止焊劑；(f)將涂覆止焊劑后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接區(qū)域，零件進行裝配后進行擴散焊接。本發(fā)明方法可實現(xiàn)對焊接區(qū)域尺寸的精確控制，工藝簡單，可靠，原材料成本低廉，易實現(xiàn)。
文檔編號B23K20/00GK102500907SQ20111032929
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉景鐸, 劉琦, 張麗娜, 曲振海, 田鑫 申請人:中國運載火箭技術(shù)研究院, 首都航天機械公司