换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法技术

本发明专利技术属于精密加工技术领域，公开了换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，将工件分解为几部分，先在外环上线切加工成型扇形槽，再在扇形槽上铣加工出钎焊用对接斜接头和限位沉台，以定位镶块并增大钎焊面积，从而提高焊接强度；然后单独加工出镶块、上盖板和下盖板。按相应的装配步骤，采用钎焊处理将镶块与扇形槽对接斜接头焊接到一起，以减少大深度熔焊的变形量；采用氩弧焊工艺将上盖板、下盖板和镶块凸台焊接到扇形槽的限位沉台处。与此同时，局部采用氩弧焊熔焊焊接可确保扇形槽与上、下盖板之间的焊接强度。不但能使工件达到焊接强度要求，并且在焊接过程中由于为整体缓慢加热故而工件热变形小，有效避免工件产生扭曲变形的情况。曲变形的情况。曲变形的情况。

【技术实现步骤摘要】
换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法


[0001]本专利技术属于精密加工
，涉及换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法。

技术介绍

[0002]换热蜂窝结构件外环由06Cr19Ni10锻件材料制成，该零件是换热蜂窝结构件的法兰装置，其实际为固定换热蜂窝组件及蜂窝组件内循环冷却水的进出水机构，产品要求水道及水腔内面光滑，不允许有多余物，如图1所示。
[0003]而目前的传统的工艺方法成型方法均或多或少的存在一些问题，具体如下：a)机械加工成型：五轴加工中心设备可以实现斜孔加工，大型五轴电火花设备可实现方形水道加工，但扇形槽无法通过机械加工方法实现。b)铸造成型：精铸铸钢件可以成型扇形槽和方形水道，但流量孔无法铸造成型，且水腔及水道内部沙粒等多余物不易清理，铸造件内部易出现缩孔、夹杂，非常影响产品质量，所以外环采用铸钢件风险极大。c)3D打印成型：3D打印可以成型扇形槽，和方形水道，流量孔打印完成后采用五轴设备扩孔及研磨可以保证精度要求，但3D打印外环成本极高周期很长，且目前国内超过2米的3D打印设备极少，所以外环制造采用3D打印技术也极为不妥。

技术实现思路

[0004]本专利技术在于提供换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，用于实现换热蜂窝结构件外环进出水流道的焊接成型，保证产品的质量要求。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0006]换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，包括以下步骤：
[0007]1)将毛料线切割为环形，然后在环形毛料上加工出若干个基准孔；自所述环形毛料的内环起线切割出扇形槽、自所述环形毛料的外环起镗削出出水孔；并在所述扇形槽上精铣出钎焊用的对接斜接头，在所述扇形槽的上、下端分别精铣出钎焊用的沉台；
[0008]2)将镶块的内、外两端面铣加工为圆弧面，两侧面铣加工为扇形面，并在两侧的所述扇形面的上部均铣加工出台阶、以及在所述扇形面上铣加工出若干个条形槽；然后沿纵向方向在所述镶块上线切割出方槽，并沿横向方向在所述镶块上铣加工出方形流道、电火花加工出斜进水孔，所述方形流道和斜进水孔均与所述方槽相通；其中，所述斜进水孔位于所述方形水道的下方；
[0009]3)线切割加工出与所述扇形槽匹配的上盖板；再通过线切割加工出与所述扇形槽匹配的下盖板，然后在所述下盖板与所述镶块上的斜孔的装配处精铣出斜槽；
[0010]4)在所述镶块的扇形侧面和台阶上预置钎料，然后将所述镶块装配在所述扇形槽上的对接斜接头位置处、将上盖板和下盖板分别装配在所述扇形槽上、下端的沉台位置处；对装配好的工件进行高温真空钎焊；
[0011]对高温真空钎焊后的组件进行氩弧焊焊接，最终焊接成型换热蜂窝结构件外环进
出水流道。
[0012]所述的钎焊处理为，
[0013]打开炉门，将装配好的工件置于真空钎焊炉有效均温区，随即关好炉门；
[0014]冷态抽真空，使炉内真空度达到1
×
10-2Pa，工作真空度为3～10Pa；
[0015]以60℃/h的速率加热到450℃，保温60min；再以50℃/h的速率加热到950℃，保温360min；以100℃/h的速率加热到1000℃～1060℃温度范围内进行钎焊并保温60min；
[0016]钎焊完成后以120℃/h的控温速率冷却到900℃，随炉真空冷却600℃；
[0017]充填高纯氩气使炉内压力达到9
×
104Pa后，气体冷却，使工件冷却到65℃出炉。
[0018]在所述镶块的台阶内面预置0.1mm厚度的粘带钎料、两侧面上预置0.1mm厚度的箔带钎料，在所述条形槽内预置膏状钎料。
[0019]所述步骤4)之后还包括，在所述镶块与扇形槽的对接斜接头配合的上、下端面的周边，以及上盖板和下盖板与扇形槽的沉台配合的周边均铣加工出焊接坡口。
[0020]所述的氩弧焊处理为，将工件沉入焊接水箱，水面低于所述镶块、上盖板和下盖板上的焊接坡口底面1mm～2mm；采用型号为ER308、直径为φ2.5的焊丝，在380V的焊接电压、150A～200A的焊接电流参数分层焊接，总共焊接3层；焊缝致密、均匀、连续。
[0021]所述斜进水孔与所述方形水道之间的夹角为6.5
°
[0022]所述的扇形槽与镶块、上盖板、下盖板的装配间隙不大于0.1mm。
[0023]所述步骤5)中，进行氩弧焊处理之后，还进行了车加工处理。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术将工件由一个整体分解为几部分，先在外环上线切加工成型扇形槽，再在扇形槽上铣加工出钎焊用的对接斜接头和沉台，以定位镶块并增大钎焊面积，从而提高焊接强度；然后单独加工出镶块、上盖板和下盖板。其中，采用铣加工和电火花加工配合的方式加工出方形流道和斜进水孔，方便成型且不易出现缩孔的情况。按相应的装配步骤，采用钎焊工艺将镶块与扇形槽上的对接斜接头焊接到一起，以减少大深度熔焊的变形量；采用氩弧焊工艺将上盖板、下盖板和镶块凸台焊接到扇形槽的限位沉台处。其中，钎焊时焊接部位先预置钎料，然后入炉钎焊，钎焊完成后通过氩弧焊进行熔焊焊接。经过上述操作不但能使工件达到焊接强度要求，并且在焊接过程中由于为整体缓慢加热故而工件热变形小，有效避免工件产生扭曲变形的情况。与此同时，局部采用氩弧焊熔焊焊接可确保扇形槽与上、下盖板之间的焊接强度，且采用冷却措施有效避免因焊接的热应力过大导致工件变形。
附图说明
[0026]图1为本专利技术待焊接成型得换热蜂窝结构件外环进出水流道的结构示意图；
[0027]图1a为图1的A-A剖视图；
[0028]图1b为图1的B-B剖视图；
[0029]图2为扇形槽和出水孔的加工成型图；
[0030]图2a为图2的A-A剖视图；
[0031]图3为钎焊用的对接斜接头和沉台图的加工成型图；
[0032]图3a为图3的A-A剖视图；
[0033]图4为镶块的加工成型图；
[0034]图4a为图4的A-A剖视图；
[0035]图4b为图4的B-B剖视图；
[0036]图4c为在一个角度下的镶块的立体图；
[0037]图4d为在另一个角度下的镶块的立体图；
[0038]图5为上盖板的加工成型图；
[0039]图5a为图5的A-A剖视图；
[0040]图6为下盖板的加工成型图；
[0041]图6a为图6的A-A剖视图；
[0042]图7为工件的装配结构示意图；
[0043]图7a为图7的A-A剖视图。
具体实施方式
[0044]下面结合附图对本专利技术进行详细的说明。
[0045]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将毛料线切割为环形，然后在环形毛料上加工出若干个基准孔；自所述环形毛料的内环起线切割出扇形槽、自所述环形毛料的外环起镗削出出水孔；并在所述扇形槽上精铣出钎焊用的对接斜接头，在所述扇形槽的上、下端分别精铣出钎焊用的沉台；2)将镶块的内、外两端面铣加工为圆弧面，两侧面铣加工为扇形面，并在两侧的所述扇形面的上部均铣加工出台阶、以及在所述扇形面上铣加工出若干个条形槽；然后沿纵向方向在所述镶块上线切割出方槽，并沿横向方向在所述镶块上铣加工出方形流道、电火花加工出斜进水孔，所述方形流道和斜进水孔均与所述方槽相通；其中，所述斜进水孔位于所述方形水道的下方；3)线切割加工出与所述扇形槽匹配的上盖板；再通过线切割加工出与所述扇形槽匹配的下盖板，然后在所述下盖板与所述镶块上的斜孔的装配处精铣出斜槽；4)在所述镶块的扇形侧面和台阶上预置钎料，然后将所述镶块装配在所述扇形槽上的对接斜接头位置处、将上盖板和下盖板分别装配在所述扇形槽上、下端的沉台位置处；对装配好的工件进行高温真空钎焊；5)对高温真空钎焊后的组件进行氩弧焊焊接，最终焊接成型换热蜂窝结构件外环进出水流道。2.如权利要求1所述的换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，其特征在于，所述的钎焊处理为，打开炉门，将装配好的工件置于真空钎焊炉有效均温区，随即关好炉门；冷态抽真空，使炉内真空度达到1
×
10-2
Pa，工作真空度为3～10Pa；以60℃/h的速率加热到450℃，保温60min；再以50℃/h的速率加热到950℃，保温360min；以100℃/h的速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：王程成，任耀文，周伟超，李淑芳，
申请(专利权)人：西安远航真空钎焊技术有限公司，
类型：发明
国别省市：