一种扩散焊用夹具及涡轮分子泵转子的扩散焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种扩散焊用夹具及涡轮分子泵转子的扩散焊接方法，涉及焊接技术领域。该扩散焊用夹具用于在扩散焊接作业时夹持涡轮分子泵转子，涡轮分子泵转子包括多组交替堆叠的转子环和叶片，扩散焊用夹具包括防变形夹具，其设置于涡轮分子泵转子的外侧，且防变形夹具包括与多个叶片一一对应设置的多个周向限位凹槽，周向限位凹槽用于夹持涡轮分子泵转子的叶片，以限制叶片的轴向和周向变形。该扩散焊用夹具可以限制转子焊接过程中的高温蠕变变形，从而保证焊后转子的焊接强度和尺寸精度，进而使得涡轮分子泵转子具有高性能、耐腐蚀性的特性。

A Diffusion Welding Method for Fixture and Turbomolecular Pump Rotor for Diffusion Welding

【技术实现步骤摘要】
一种扩散焊用夹具及涡轮分子泵转子的扩散焊接方法
本专利技术涉及焊接
，具体而言，涉及一种扩散焊用夹具及涡轮分子泵转子的扩散焊接方法。
技术介绍
随着超高真空涡轮分子泵在高能加速器、可控热核反应装置、重粒子加速器和高级电子器件制造等工业领域的工业化需求愈加迫切，急需开发一种新的力学性能可靠、经济性好的涡轮分子泵制造方法。真空扩散焊是一种特别适合于加工涡轮分子泵的制造方法，能够可靠地保证涡轮分子泵的抽气性能、运行效率和耐腐蚀性。传统涡轮分子泵转子由大量预先分开加工的钛或钛合金叶片、钛或钛合金转子环交替、堆叠后，将其扩散焊为整体结构。但是，由于扩散焊接头的形成依赖于接合界面紧密贴合后原子的高温扩散过程，因此为了保证良好的焊接质量，需要增加焊接压力使得连接界面紧密贴合、需要提高焊接温度以激活原子扩散、需要延长焊接时间以保证原子扩散过程充分进行，因此这也带来了钛或钛合金叶片在长时间高温下晶粒长大、材料软化、焊接变形大和尺寸精度难以保证等技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种扩散焊用夹具，该扩散焊用夹具可限制转子焊接过程中的高温蠕变变形，从而保证焊后转子的焊接强度和尺寸精度，进而使得涡轮分子泵转子具有高性能、耐腐蚀性的特性。本专利技术的另一目的在于提供一种涡轮分子泵转子的扩散焊接方法，该方法在上述的扩散焊接用夹具的辅助下进行。因此，该方法可限制转子焊接过程中的高温蠕变变形，从而保证焊后转子的焊接强度和尺寸精度，进而使得涡轮分子泵转子具有高性能、耐腐蚀性的特性。本专利技术的实施例是这样实现的：一种扩散焊用夹具，用于在扩散焊接作业时夹持涡轮分子泵转子，涡轮分子泵转子包括多组交替堆叠的转子环和叶片，扩散焊用夹具包括：防变形夹具，防变形夹具包括用于与多个叶片一一对应设置的多个周向限位凹槽，周向限位凹槽用于夹持涡轮分子泵转子的叶片，以以限制叶片周向和高度方向变形。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，防变形夹具包括多个堆叠设置的夹体，任意相邻两个夹体之间形成一个周向限位凹槽。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，每个夹体均设有至少一个定位孔，防变形夹具还包括定位销，定位销与定位孔插接配合以进行定位。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，防变形夹具的材质为高强钢材质，涡轮分子泵转子的材质为超细晶钛或钛合金材质。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，涡轮分子泵转子的总高度为大于防变形夹具的总高度。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，扩散焊用夹具还包括对准夹具，当涡轮分子泵转子套设于对准夹具的外侧时，对准夹具与涡轮分子泵转子同轴线设置，对准夹具用于在焊接作业前为转子环和叶片的安装基准。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，对准夹具为筒状结构，用于与涡轮分子泵转子的内侧壁抵持。一种涡轮分子泵转子的扩散焊接方法，包括：采用上述的扩散焊用夹具夹持涡轮分子泵转子后进行扩散焊接。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，采用扩散焊用夹具夹持涡轮分子泵转子后进行扩散焊接具体包括：基于对准夹具，依次交替堆叠装配转子环、叶片和防变形夹具；并采用防变形夹具的周向限位凹槽一一对应地夹持叶片，同时将防变形夹具的端部间隔转子环预设距离，最终形成待焊整体装配体；将装配体进行真空扩散焊接作业。进一步地，在本专利技术的较佳实施例中，真空扩散焊接作业具体包括：将装配体放置于真空扩散焊设备中，在1e-3～1e-4Pa的真空度下，对其进行加热、加压，焊接温度为950±10℃，焊接压力为3～5MPa，保温时间为0.5～1h。本专利技术的实施例至少具备以下优点或有益效果：本专利技术的实施例提供了一种扩散焊用夹具，其用于在扩散焊接作业时夹持涡轮分子泵转子，涡轮分子泵转子包括多组交替堆叠的转子环和叶片，扩散焊用夹具包括防变形夹具，其设置于涡轮分子泵转子的外侧，且防变形夹具包括与多个叶片一一对应设置的多个周向限位凹槽，周向限位凹槽用于夹持涡轮分子泵转子的叶片。通过防变形夹具的设置，使得在焊接加压时，当装配体高度由于焊接变形由H1减少至H2时，装配体所承受的轴向焊接压力将会分配至刚性更高的防变形夹具上，从而保证了焊接装配体不会发生进一步的变形，同时由于周向限位凹槽在叶片周向和高度方向的限位作用，也避免了叶片由于自重在后续长时间焊接保温过程中产生重力方向的蠕变变形，最终，有效地保证了涡轮分子泵转子的焊接强度和尺寸精度，进而使得焊后转子具有高性能、耐腐蚀性的特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的实施例提供的扩散焊用夹具与涡轮分子泵转子连接的结构示意图；图2为本专利技术的实施例提供的扩散焊用夹具的局部结构示意图；图3为图2的剖面A-A结构示意图。图标：100-扩散焊用夹具；101-转子环；103-叶片；105-防变形夹具；107-周向限位凹槽；109-夹体；110-涡轮分子泵转子；111-定位孔；113-对准夹具。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩散焊用夹具，用于在扩散焊接作业时夹持涡轮分子泵转子，所述涡轮分子泵转子包括多组交替堆叠的转子环和叶片，其特征在于，所述扩散焊用夹具包括：防变形夹具，所述防变形夹具包括用于与多个所述叶片一一对应设置的多个周向限位凹槽，所述周向限位凹槽用于夹持所述涡轮分子泵转子的叶片，以限制叶片周向和高度方向变形。

【技术特征摘要】
1.一种扩散焊用夹具，用于在扩散焊接作业时夹持涡轮分子泵转子，所述涡轮分子泵转子包括多组交替堆叠的转子环和叶片，其特征在于，所述扩散焊用夹具包括：防变形夹具，所述防变形夹具包括用于与多个所述叶片一一对应设置的多个周向限位凹槽，所述周向限位凹槽用于夹持所述涡轮分子泵转子的叶片，以限制叶片周向和高度方向变形。2.根据权利要求1所述的扩散焊用夹具，其特征在于：所述防变形夹具包括多个堆叠设置的夹体，任意相邻两个所述夹体之间形成一个所述周向限位凹槽。3.根据权利要求2所述的扩散焊用夹具，其特征在于：每个所述夹体均设有至少一个定位孔，所述防变形夹具还包括定位销，所述定位销与所述定位孔插接配合以进行定位。4.根据权利要求1所述的扩散焊用夹具，其特征在于：所述防变形夹具的材质为高强钢材质，所述涡轮分子泵转子的材质为超细晶钛或钛合金材质。5.根据权利要求4所述的扩散焊用夹具，其特征在于：所述涡轮分子泵转子的总高度为大于所述防变形夹具的总高度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的扩散焊用夹具，其特征在于：所述扩散焊用夹具还包括对准夹具，当所述涡轮分子泵转子套设于所述对准夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙福，张昊，王桂龙，邵长斌，王莉敏，王蒙蒙，
申请(专利权)人：江苏博联硕焊接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32