一種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝的制作方法
【專利摘要】一種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝，包括上脹瓣、下脹瓣、上脹芯、下脹芯、上壓塊、下壓塊、上限位塊和下限位塊，上、下脹瓣均為分瓣結(jié)構(gòu)，將上、下脹瓣分段位置定在喉部直徑最小處，同時將上、下脹瓣各分為兩段，上脹瓣其中一段設(shè)計為正反兩個錐度，其中靠近下脹瓣的一段錐度與下脹瓣錐度方向一致；脹形方向設(shè)計為雙向，所以脹芯設(shè)計為上、下脹芯，上脹芯小端設(shè)計有環(huán)形凹臺，設(shè)h1為上端脹行量，h2為下端脹行量，h3為雙向脹行量，h1+h2＜h3，下脹芯長度超過喉部最小尺寸，脹芯與壓塊之間用螺釘連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，可提高零件加工效率，減小零件的裝配難度；同時能提高零件擴散焊接效果，使接頭質(zhì)量更加穩(wěn)定。
【專利說明】—種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及特種焊接，即一種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝。
技術(shù)背景
[0002]擴散焊是指在一定溫度與壓力下，被連接表面相互接觸，使界面局部發(fā)生微觀塑性變形，或通過被連接表面產(chǎn)生微觀液相而擴大被連接表面的物理接觸，然后界面原子間經(jīng)過一定時間的相互擴散，形成整體可靠連接的過程，是在固態(tài)下實現(xiàn)材料連接的焊接方法，屬于壓焊的一種。擴散焊的目的在于使兩件獨立的零件通過擴散焊接形成一個整體，在工件不變形的情況下增加零件強度。此種焊接模式是在高真空、高溫、高壓條件下完成，可分為三個階段:
[0003]第一階段為物理接觸階段，高溫下微觀不平表面，在外加壓力作用下，通過屈服和蠕變使一些點首先達到塑性變形，在持續(xù)壓力作用下，接觸面積逐漸擴大，最終達到整個面的可靠接觸。
[0004]第二階段是接觸界面原子間的相互擴散，形成牢固的結(jié)合層，這一階段，由于晶界處原子持續(xù)擴散而使許多空隙消失。
[0005]第三階段是在施壓時，接觸部分形成的結(jié)合層，逐漸向體積方向發(fā)展，形成可靠地連接接頭。
[0006]此過程主要通過擴散焊接工裝來實現(xiàn)。此工裝設(shè)計既要適用產(chǎn)品內(nèi)型結(jié)構(gòu)限制，又要確保工裝裝配簡單及加工難度?。皇褂眠^程中還必須有足夠的強度，使連接表面充分接觸，形成整體可靠連接。而中間喉部部分直徑小，兩端直徑大的特種噴管就給工裝的設(shè)計和擴散焊接過程增加了難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決中間部分直徑小，兩端直徑大的特種噴管所有連接表面完全焊接，本實用新型提供一種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝。
[0008]這種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝，包括上脹瓣、下脹瓣、上脹芯、下脹芯、上壓塊、下壓塊、上限位塊和下限位塊，其特征在于，上、下脹瓣均為分瓣結(jié)構(gòu)，將上、下脹瓣分段位置定在喉部直徑最小處，確保脹瓣裝配方便，同時將上、下脹瓣各分為兩段，方便內(nèi)錐面加工，上脹瓣其中一段設(shè)計為正反兩個錐度，其中靠近下脹瓣的一段錐度與下脹瓣錐度方向一致；脹形方向設(shè)計為雙向，所以脹芯設(shè)計為上、下脹芯，上脹芯小端設(shè)計有環(huán)形凹臺，是為了保證零件雙向脹形量之和小于上、下脹芯小端面之間的距離，設(shè)hi為上端脹行量，h2為下端脹行量，h3為雙向脹行量，hl+h2 < h3，確保所需焊接零件脹形量足夠，下脹芯長度超過喉部最小尺寸，便于在擴散焊接過程中增大喉部最小位置接觸面壓力，以保證焊接效果，脹芯與壓塊之間用螺釘連接，使零件裝配和施壓時更加穩(wěn)定。
[0009]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，可靠性好，可提高零件加工效率，減小零件的裝配難度；同時能提高零件擴散焊接效果，使接頭質(zhì)量更加穩(wěn)定，更好的控制工藝參數(shù)，獲得較大的經(jīng)濟效益。
[0010]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0011]圖1-1是待焊接零件的主視剖面圖
[0012]圖1-2是待加工零件A-A剖面圖
[0013]圖1-3是待加工零件局部(I)放大圖
[0014]圖2是脹瓣的分瓣圖
[0015]圖3是本實用新型整體裝配前定位圖
[0016]圖4是本實用新型裝配圖
[0017]圖5是脹芯擴散焊接前相對位置與上、下脹瓣分段局部示意圖
[0018]圖6是脹芯擴散焊接完成后相對位置示意圖
[0019]圖中:1:下壓塊，2:下限位塊，3:下脹瓣一，4:下脹瓣二，5:下脹芯，6:上脹瓣一，7:上脹瓣二，8:上脹芯，9:上限位塊，10:上限位塊，11:零件，12:等高墊塊(3件)，13、內(nèi)壁，14、外壁，15、空腔，16、筋條，17、脹瓣分段位置。
[0020]【具體實施方式】:
[0021]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步說明。
[0022]如圖1-1、1_2、1-3所示為待焊接零件實例，零件分內(nèi)壁13與外壁14，內(nèi)壁13上有空腔15和筋條16，筋條16與外壁14的接觸面為擴散焊接部分；長度L > 450，最小直徑Dl < 110，而最小直徑處離任意端面距離L1、L2均大于200，此類型結(jié)構(gòu)零件若單向施壓，這樣脹芯過長，直徑小，加工時尺寸難以控制，而且無法承受零件焊接過程所需壓力，會導(dǎo)致零件需連接表面受力不均勻，無法達到零件的設(shè)計要求。
[0023]根據(jù)零件特性設(shè)計了下脹芯5、上脹芯8雙向脹形脹芯，用于解決加工難、受力不均勻及裝配難問題。
[0024]如圖2所示，是脹瓣的分瓣圖，一般為了裝配方便，將脹瓣分為9瓣，其中一瓣分割成直段，設(shè)為第①瓣。
[0025]如圖3所示，先將下壓塊I與下脹芯5用螺釘鎖緊，放置在平板上，放上等高墊塊12，等高墊塊12高度等于h2，有利于在裝配脹瓣時確定脹瓣與零件相對位置，再依次放上下限位塊2、下脹瓣一 3、下脹瓣二 4，然后根據(jù)脹瓣外型套上零件。
[0026]如圖4所示，零件套好后便可依次裝配上脹瓣一6、上脹瓣二 7、上脹芯8、上限位塊9、上壓塊10，并用螺釘鎖緊，然后將下限位塊2、上限位塊9與零件主體用氬弧焊點焊住，再取出等高墊塊12。上脹瓣裝配與零件不是簡單的型面關(guān)系，存在相對位置要求，通過分瓣形式的模擬計算，確定上脹瓣一 6和上脹瓣二 7的分瓣形式，確保上脹瓣人工裝配時徒手操作所形成的空間值小于直徑D2。此模式裝配不需擔(dān)心脹瓣定位問題，不用倒置零件，減小了裝配難度，增大了裝入擴散焊爐中的穩(wěn)定性。
[0027]如圖5所示，結(jié)合圖3，在零件初始設(shè)計時需滿足hl+h2 < h3，hi < h4，這樣不會阻礙零件在擴散焊接過程中完成雙向施壓過程；上脹瓣一 6下端內(nèi)錐部分與下脹芯5 —致，對上脹瓣一 6起到定位作用，同時使喉部圓弧過渡位置受力均勻，可提高零件接觸面焊接接頭質(zhì)量，減少缺陷。
[0028]如圖6所示，擴散焊接完成后上、下脹芯端面之間存在間隙h6，單邊存在間隙h5，可防止脹芯間發(fā)生干涉，滿足使用要求。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向脹形的異形噴管擴散焊接用工裝，包括上脹瓣、下脹瓣、上脹芯、下脹芯、上壓塊、下壓塊、上限位塊和下限位塊，其特征在于，上、下脹瓣均為分瓣結(jié)構(gòu)，將上、下脹瓣分段位置定在喉部直徑最小處，同時將上、下脹瓣各分為兩段，上脹瓣其中一段設(shè)計為正反兩個錐度，其中靠近下脹瓣的一段錐度與下脹瓣錐度方向一致；上脹芯小端有環(huán)形凹臺，設(shè)hi為上端脹行量，h2為下端脹行量，h3為雙向脹行量，hl+h2 < h3，下脹芯長度超過喉部最小尺寸，脹芯與壓塊之間用螺釘連接。
【文檔編號】B23K20/02GK203696227SQ201420033187
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】曾赟, 全書浩, 童小波 申請人:常德翔宇設(shè)備制造有限公司