一种宽流道喉道结构件的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种宽流道喉道结构件的加工方法，通过依次制备铜合金内壳和不锈钢外套组件，然后将不锈钢外套组件沿轴向均等分切割为若干瓣，在不锈钢外套组件的内壁上铺设钎料，使得相邻的不锈钢外套组件之间的切割缝对准铜合金内壳流道槽的中轴线，采用真空钎焊得到组合件；然后在冷却介质中通过氩弧焊将相邻的不锈钢外套组件焊接，最后加工铜合金内壳的的内通道，得到宽流道喉道结构件。本发明专利技术在焊接时将若干瓣不锈钢外套组件的切割缝对准流道槽，在冷却介质中采用氩弧焊将不锈钢外套组件焊接，保证氩弧焊焊缝远离钎缝，减小焊缝对钎缝的影响，保证焊接质量。保证焊接质量。保证焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种宽流道喉道结构件的加工方法


[0001]本专利技术属于航空航天设备加工
，涉及一种宽流道喉道结构件的加工方法。

技术介绍

[0002]喷管的扩散-收敛结构件被应用于航空航天领域的高速或高超音速飞行器上和风洞试验中。在高超音速飞行状态下，喷管的扩散-收敛结构件喉道段需要承受高压以及超过2100℃的高温的恶劣工况条件；为提高喷管的扩散-收敛结构件在高温、高压下的使用寿命，一般设计不锈钢与铜合金复合的、带有许多薄壁槽道的复杂主动冷却结构。
[0003]因宽流道喉道结构件为轴对称喷管结构，其喉道段为扩散-收敛的特殊结构，铜合金内壳为两端大、中间小的结构，加工时候铜合金内壳无法直接套入不锈钢外壳内，且焊接面为曲面，对于宽流道喉道结构件整体钎焊时对工装要求较高，加工难度大，钎焊面的密封性得不到保证。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于提供一种宽流道喉道结构件的加工方法，将不锈钢外套组件沿轴向切割为若干瓣通过真空钎焊与铜合金内壳焊接，降低了工件整体的加工难度；同时将若干瓣不锈钢外套组件的切割缝对准流道槽，保证氩弧焊焊缝远离钎缝，减小焊缝对钎缝的影响，保证焊接质量。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种宽流道喉道结构件的加工方法，包括如下步骤：
[0007](1)在圆柱铜合金锻件中部沿轴向开设通槽；将圆柱铜合金锻件的外壁用车床加工成第一弧面，在第一弧面上沿轴向开设多条流道槽，得到铜合金内壳；所述的流道槽的宽度为8～12mm；<br/>[0008](2)在圆柱不锈钢锻件中部沿轴向开设与铜合金内壳外型相匹配的内型孔，得不锈钢外壳；在不锈钢外壳的外壁上加工若干个间隔设置的环状凸台，将相邻的环状凸台之间的不锈钢外壳的外壁面用车床加工成与第一弧面弧度相匹配的圆弧面，得到不锈钢外套组件；
[0009](3)将不锈钢外套组件沿轴向均等分切割成若干瓣，在各瓣不锈钢外套组件的内壁上铺设箔状钎料；将相邻的不锈钢外套组件之间的切割缝对准铜合金内壳流道槽的中轴线，用工装将各瓣不锈钢外套组件与铜合金内壳紧密贴合并压紧，得到组合件；
[0010](4)将组合件放入真空钎焊炉，在真空条件下加热，对组合件进行真空钎焊，真空钎焊完毕后冷却至常温出炉；
[0011](5)将不锈钢外套组件放置在冷却介质中，相邻的不锈钢外套组件之间的切割缝对准铜合金内壳流道槽的中轴线；采用氩弧焊将相邻的不锈钢外套组件焊接，将不锈钢外套组件重新焊接为整体结构；
[0012](6)将铜合金内壳内的通槽加工成与第一弧面的弧度相匹配的第二弧面，形成内通道，将组合件外型用车床加工到最终尺寸，得到宽流道喉道结构件的整体组件。
[0013]进一步，所述的通槽的直径小于宽流道喉道结构件收敛段的最小尺寸。
[0014]进一步，所述的宽流道喉道结构件收敛段的最小尺寸为50mm。
[0015]进一步，所述的冷却介质为冷却水。
[0016]进一步，步骤(4)中的真空钎焊的压力为0.01～500Pa，温度为300℃～1100℃，时间为10～12h。
[0017]进一步，步骤(4)中真空钎焊操作包括如下步骤：
[0018](1)对真空炉抽真空，使炉内真空度达1
×
10-2
Pa；
[0019](2)向炉内填充高纯氩气，使炉内真空度到50-150Pa；
[0020](3)以30℃/h的速度加热到350～450℃，保温60min；
[0021](4)以60℃/h的速度加热到600～700℃，分压5pa，保温60min；
[0022](5)以90℃/h的速度加热到800～900℃，分压30pa，保温240min；
[0023](6)以100℃/h的速度加热到1050～1200℃，分压50pa，开始真空钎焊，时间为4～6h。
[0024]进一步，钎焊完毕后，以90℃/h的速率控温冷却到700℃关分压阀，随炉真空冷却气体冷却到200℃充填高纯氩气，使炉内压力达到9
×
104Pa，待组合件冷却至65℃出炉。
[0025]进一步，所述的不锈钢外套组件的的圆弧面与其内壁的间距为8～10mm。
[0026]进一步，步骤(6)中加工后的铜合金内壳的壁厚为8～10mm。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0028]本专利技术公开了一种宽流道喉道结构件的加工方法，通过依次制备铜合金内壳、不锈钢外套组件，然后将不锈钢外套组件沿轴向均等分切割为若干瓣，在不锈钢外套组件的内壁上铺设钎料，使得相邻的不锈钢外套组件之间的切割缝对准铜合金内壳流道槽的中轴线，采用真空钎焊得到组合件；然后在冷却介质中通过氩弧焊将相邻的不锈钢外套组件焊接，最后加工铜合金内壳的的内通道，得到宽流道喉道结构件。
[0029]因铜合金内壳为两端大、中间小的结构，加工时铜合金内壳无法直接套入不锈钢外套组件内，本专利技术将不锈钢外套组件沿轴向切割为若干瓣，采用真空钎焊将不锈钢外套组件和铜合金内壳钎焊成组合件，降低了宽流道喉道结构件整体焊接的加工难度；现有的钎焊方式是采用补偿块将相邻的若干瓣不锈钢外套组件的切割缝与流道槽的筋条焊接，本专利技术克服了技术偏见，不同于现有的真空钎焊方法，本专利技术将相邻的不锈钢外套组件的切割缝对准流道槽，在冷却介质中采用氩弧焊将相邻的各瓣不锈钢外套组件焊接；将现有的相邻不锈钢外套组件的切割缝与筋条的三面焊接优化为相邻不锈钢外套组件切割缝之间的两两焊接，使得氩弧焊焊缝远离钎缝，减小焊缝对钎缝的影响，保证焊接质量。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的宽流道喉道结构件整体外部结构示意图；
[0031]图2为本专利技术的宽流道喉道结构件整体内部结构截面图；
[0032]图3为本专利技术的图2的A-A处剖视图；
[0033]图4为本专利技术的图2的B-B处剖视图；
[0034]其中，1为铜合金内壳，2为环状凸台，3为不锈钢外套组件，4为氩弧焊焊缝。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0036]一种宽流道喉道结构件的加工方法，包括如下步骤：
[0037](1)在圆柱铜合金锻件中部沿轴向开设通槽；将圆柱铜合金锻件的外壁用车床加工成第一弧面，在第一弧面上沿轴向开设多条流道槽，得到铜合金内壳1；所述的流道槽的宽度为8～12mm；
[0038](2)在圆柱不锈钢锻件中部沿轴向开设与铜合金内壳1外型相匹配的内型孔，得不锈钢外壳；在不锈钢外壳的外壁上加工若干个间隔设置的环状凸台2，将相邻的环状凸台2之间的不锈钢外壳的外壁面用车床加工成与第一弧面弧度相匹配的圆弧面，得到不锈钢外套组件3；
[0039](3)将不锈钢外套组件3沿轴向均等分切割成若干瓣，在各瓣不锈钢外套组件3的内壁上铺设箔状钎料；将相邻的不锈钢外套组件3之间的切割缝对准铜合金内壳1流道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽流道喉道结构件的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在圆柱铜合金锻件中部沿轴向开设通槽；将圆柱铜合金锻件的外壁用车床加工成第一弧面，在第一弧面上沿轴向开设多条流道槽，得到铜合金内壳；所述的流道槽的宽度为8～12mm；(2)在圆柱不锈钢锻件中部沿轴向开设与铜合金内壳外型相匹配的内型孔，得不锈钢外壳；在不锈钢外壳的外壁上加工若干个间隔设置的环状凸台，将相邻的环状凸台之间的不锈钢外壳的外壁面用车床加工成与第一弧面弧度相匹配的圆弧面，得到不锈钢外套组件；(3)将不锈钢外套组件沿轴向均等分切割成若干瓣，在各瓣不锈钢外套组件的内壁上铺设箔状钎料；将相邻的不锈钢外套组件之间的切割缝对准铜合金内壳流道槽的中轴线，用工装将各瓣不锈钢外套组件与铜合金内壳紧密贴合并压紧，得到组合件；(4)将组合件放入真空钎焊炉，在真空条件下加热，对组合件进行真空钎焊，真空钎焊完毕后冷却至常温出炉；(5)将不锈钢外套组件放置在冷却介质中，相邻的不锈钢外套组件之间的切割缝对准铜合金内壳流道槽的中轴线；采用氩弧焊将相邻的不锈钢外套组件焊接，将不锈钢外套组件重新焊接为整体结构；(6)将铜合金内壳内的通槽加工成与第一弧面的弧度相匹配的第二弧面，形成内通道，将组合件外型用车床加工到最终尺寸，得到宽流道喉道结构件的整体组件。2.根据权利要求1所述的宽流道喉道结构件的加工方法，其特征在于，所述的通槽的直径小于宽流道喉道结构件收敛段的最小尺寸。3.根据权利要求2所述的宽流道喉道结构件的加工方法，其特征在于，所述的宽流道喉道结构件收敛段的最小尺寸为50mm。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：任耀文，李文昌，刘洋，李淑芳，任军，
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：