專利名稱：擴(kuò)散焊接多層結(jié)構(gòu)膜盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明可應(yīng)用于液壓、氣壓、輸送管路安裝位移補(bǔ)償和角度補(bǔ)償，可用作 閥門類產(chǎn)品彈性補(bǔ)償元件，可用作閥門類產(chǎn)品的氣孔阻尼元件，可用作壓力表、 高度表的計(jì)量元件，可用作蓄壓器、儲(chǔ)箱中隔離氣體或液體的金屬囊。
二背景技術(shù)：
多層結(jié)構(gòu)膜盒與普通膜盒相比具有在相同耐壓強(qiáng)度條件下剛度低的特點(diǎn)， 相同剛度條件下承壓能力高的特點(diǎn)，為航空、航天閥門類產(chǎn)品的彈性元件設(shè)計(jì)提 供了新的設(shè)計(jì)思路。
目前，國內(nèi)、國fe很少使用多層結(jié)構(gòu)膜盒，其主要原因是目前的制造方式
均為熔化焊接，如氬弧焊接、激光焊接、電子束焊接等。這些焊接方式在多層結(jié) 構(gòu)膜盒的制造上都會(huì)受到各種各樣的限制。如氬弧焊、電子束焊不適于焊接壁厚 過薄的箔料，且層數(shù)不宜過多，激光焊接的熔深偏小等，詳見下表。
表l不同焊接方式制造多層結(jié)構(gòu)膜盒性能對(duì)比
序號(hào)性能擴(kuò)散焊接激光焊接氬弧焊接電子束焊接
1疲勞壽命100萬次以上5萬次以下5萬次以下5萬次以下
2焊縫組織變形組織鑄造組織鑄造組織鑄造組織
3焊縫強(qiáng)度母材基體強(qiáng)度基體強(qiáng)度90%基體強(qiáng)度90%基體強(qiáng)度90%
4可焊接的最小壁厚0.02mm以上0.05mm以上0.2mm以上O.lmm以上
5焊縫寬度任意寬度"1.2倍料厚《1.2倍料厚《1.5倍料厚
6剛度可調(diào)可調(diào)不可調(diào)不可調(diào)不可調(diào)
7最小焊接內(nèi)孔尺寸0.2mm20mm以上20mm以上20mm以上
8最大壓縮量95%50%鄉(xiāng)50%
9外形尺寸精度O.OOlmm0.3mm0.3mm0.3mm
10形狀任意復(fù)雜形狀規(guī)則形狀規(guī)則形狀規(guī)則形狀
三
發(fā)明內(nèi)容
1、 目的
該方案為國內(nèi)、國際首次將數(shù)片(多至幾百甚至上千片)薄片零件通過擴(kuò)散焊接方式焊成具有一定功能的多層結(jié)構(gòu)膜盒，大大提高了膜盒的疲勞壽命、強(qiáng)度、壓縮率、幾何尺寸精度，實(shí)現(xiàn)了膜盒剛度的可調(diào)節(jié)，并確可實(shí)現(xiàn)同種材料、異種材料、相同厚度及不同厚度等各種形式多層結(jié)構(gòu)膜盒的焊接。
2、 技術(shù)方案
通過多種表面處理對(duì)事先加工好的圓形、方形或其它形狀材料進(jìn)行表面清理，去除材料表面所有的灰塵、有無等污物，通過涂敷表面保護(hù)膠后加刻形的方式實(shí)現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)膜盒焊接區(qū)和非焊接區(qū)分界線的精確控制。對(duì)不需要擴(kuò)散焊接的部位進(jìn)行止焊處理，對(duì)于需要進(jìn)行擴(kuò)散焊焊接的部位通過離子注入、化學(xué)沉積、電鍍、化學(xué)鍍等方式對(duì)材料進(jìn)行表面改性處理。按一定的裝配關(guān)系和裝配順序?qū)A形、方形或其它形狀原材料進(jìn)行裝配。在一定的溫度、保護(hù)環(huán)境(包括真空、惰性氣體保護(hù))、壓力、時(shí)間下對(duì)材料應(yīng)該焊接的部位進(jìn)行擴(kuò)散焊接。最后對(duì)焊接好的多層結(jié)構(gòu)膜盒半成品進(jìn)行精密機(jī)械加工、成形、校形和定形完成擴(kuò)散焊接多層結(jié)構(gòu)膜盒的主要制造過程。
3、 效果
通過"擴(kuò)散焊接"+ "機(jī)械加工"+ "成形;'的方法制造出來的擴(kuò)散焊多層結(jié)構(gòu)膜盒在制造周期、制造成本及性能方面均有明顯優(yōu)勢(shì)
1) 擴(kuò)散焊接多層結(jié)構(gòu)膜盒壓縮量可達(dá)80%以上，可有效地減小膜盒的長度；
2) 通過成形量的控制，可生產(chǎn)不同補(bǔ)償能力的多層結(jié)構(gòu)膜盒；
3) 所有焊縫一次焊接，工藝路線短，工藝簡單可靠；
4) 擴(kuò)散焊在一起的材料，在成形后起到加強(qiáng)筋作用，有效提高了膜盒抗內(nèi)壓、外壓能力和抗失穩(wěn)能力；5) 膜盒內(nèi)徑可加工到y(tǒng)級(jí)，可用作彈性、氣動(dòng)阻尼元件；
6) 由于是擴(kuò)散焊后進(jìn)行整體機(jī)械加工，尺寸精度可達(dá)到y(tǒng)級(jí)，能 夠保證膜盒組件的精確安裝定位；
7) 由于焊縫和力學(xué)性能與基體一致，疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度大大提高，可 達(dá)到100萬次以上；
8) 膜盒的剛度可精確調(diào)整，可用作精密儀器的計(jì)量元件；
9) 膜盒強(qiáng)度系數(shù)大于1，完全克服了其他方式制造的膜盒因焊接應(yīng) 力集中和強(qiáng)度下降；
10) 擴(kuò)散焊后的膜盒無焊接應(yīng)力和強(qiáng)度下降，提高了膜盒的可靠性；
11) 不同于其它熔化焊接，膜盒焊縫寬度可為任意寬度，提高了膜 盒得耐壓能力和抗失穩(wěn)能力；
12) 焊接輪廓線精度可精確控制，精度可達(dá)土0.001毫米；
13) 可制造外形為圓形、方形及其它形狀的膜盒。
四

附圖為擴(kuò)散焊多層結(jié)構(gòu)(3層)膜盒。膜盒由兩組波紋組成，每組波紋 有兩組波片組成，每組波片又由3層箔板類材料組成。共計(jì)由12層金屬箔類 材料通過擴(kuò)散焊接而成。
附圖中序號(hào)1為膜盒上法蘭，序號(hào)2為膜盒的非焊接區(qū)域，在該區(qū)需涂 止焊劑，序號(hào)3位擴(kuò)散焊接區(qū)，序號(hào)4為膜盒下法蘭，序號(hào)5為組成膜盒的3 層箔板類金屬材料。
五具體實(shí)施例方式
1.通過機(jī)械加工、激光加工、電加工等方式制造出圓環(huán)形(也可為方形或其它形狀)箔板材料；
2. 通過多種表面處理對(duì)材料進(jìn)行表面清理，去除材料表面所有的灰塵、有無等污物；
3. 通過涂敷表面保護(hù)膠后刻形的方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散焊多層結(jié)構(gòu)膜盒焊接區(qū)和非焊接區(qū)分界線的精確控制；
4. 對(duì)不需要擴(kuò)散焊接的部位進(jìn)行止焊處理；
5. 對(duì)于需要進(jìn)行擴(kuò)散焊焊接的部位通過離子注入、化學(xué)沉積、電鍍、化學(xué)鍍等方式對(duì)材料進(jìn)行表面改性處理(有些牌號(hào)的材料可不進(jìn)行)；
6. 按一定的裝配關(guān)系和裝配順序?qū)⒉牧线M(jìn)行裝配；
7. 在一定的溫度、保護(hù)環(huán)境(包括真空、惰性氣體保護(hù))、壓力、時(shí)間下對(duì)材料應(yīng)該焊接的部位進(jìn)行擴(kuò)散焊焊接；
8. 對(duì)焊接好的多層結(jié)構(gòu)膜盒半成品進(jìn)行精密機(jī)械加工；
9. 通過成形、校形或定形實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散焊接多層結(jié)構(gòu)膜盒的波紋形狀。
權(quán)利要求
1.利用擴(kuò)散焊接方式將多個(gè)金屬板或箔類材料焊接成多層結(jié)構(gòu)膜盒；。
2. 采用對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行改性處理實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)多層膜盒；。
3. 采用不需要焊接的地方涂止焊劑的方式實(shí)現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)膜盒擴(kuò)散焊接時(shí)的止焊作用；。
4. 采用涂敷表面保護(hù)膠后刻形的方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)多層膜盒焊接區(qū)和非焊接區(qū)分界線的精確控制；。
5. 采用先"擴(kuò)散焊接"+ "機(jī)械加工"+ "成形"的方法進(jìn)行擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)多層膜盒的制造;。
6. 通過定形熱處理和常溫成形或校形的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)多層膜盒幾何尺寸精度的精確控制;。
7. 采用"擴(kuò)散焊接"+ "機(jī)械加工"+ "成形"的方法制造外形為圓形、方形及其它各種形狀擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)多層膜盒;。
8. 采用"擴(kuò)散焊接"+ "機(jī)械加工"+ "成形"的方法制造名稱不稱為擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)多層(兩層和兩層以上)膜盒但結(jié)構(gòu)、功能、用途與其相同的構(gòu)件。
全文摘要
擴(kuò)散焊接多層結(jié)構(gòu)膜盒屬于膜盒制造領(lǐng)域，本發(fā)明通過“擴(kuò)散焊接”+“機(jī)械加工”+“成形”的方法實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散焊接多層結(jié)構(gòu)膜盒的制造，其主要工序有薄壁坯料制備、表面清理、表面改性處理、止焊處理、擴(kuò)散焊接、機(jī)械加工和成形等。利用本發(fā)明制造出來的多層結(jié)構(gòu)膜盒與采用其他方法制造出來的相比具有疲勞性能好(100萬次以上)、耐壓能力強(qiáng)、剛度可調(diào)、壓縮率大(大于80％)、內(nèi)孔可微型化、幾何尺寸精度高、抗失穩(wěn)能力強(qiáng)、焊縫輪廓精確可控、焊縫寬度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。利用本發(fā)明制造出外形為圓形、方形及其它各種形狀的膜盒?？捎米饕簤?、氣壓、輸送管路安裝位移和角度補(bǔ)償元件、彈性補(bǔ)償元件、氣孔阻尼元件；可用作壓力表、高度表的計(jì)量元件。為相關(guān)行業(yè)提供性能優(yōu)異的多層結(jié)構(gòu)膜盒產(chǎn)品。
文檔編號(hào)F16J3/00GK101634364SQ20081018766
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者吳維貴, 楊建國 申請(qǐng)人:北京智創(chuàng)聯(lián)合科技有限公司