一种铍-铝合金构件与其他金属构件的焊接方法技术

本发明专利技术公开一种铍

【技术实现步骤摘要】
一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法


[0001]本专利技术涉及金属材料焊接工艺
，特别是涉及一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法。

技术介绍

[0002]铍材具有低密度、高比强度、高比刚度、热中子吸收率小等特点，在航空、航天、仪表、核工业等领域得到了广泛应用。这些应用会涉及到铍材与其它金属的焊接。铍是目前最难焊接的材料之一，在焊接过程中极易产生焊接变形和裂纹等问题。另外，由于铍蒸汽有剧毒，这对铍的焊接防护提出了很高的要求，因此，要避免铍蒸汽对人员的伤害，必须在具有特排的手套箱中进行，焊接完毕后，经去污后取出铍焊接件。从铍焊接的特点看出，要拓展铍结构的应用，必须找到一种易于实现铍与其他金属构件焊接的方法。查阅文献时发现研究者主要集中在如何通过一定的工艺方法实现铍与其他材料的直接焊接，焊接方法有扩散连接(冷邦义等《稀有金属材料与工程》，2008)、钎焊(张鹏程等人《稀有金属》，2001)和电子束焊(一种大尺寸薄壁铍片与铝合金的焊接方法，专利号：ZL202010119014.0)，尚未查到通过铝合金过渡的铍与其他金属的焊接方法。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，将涉铍的有毒有害、焊接难度大的焊接转化为普通材料的焊接，防止铍
‑
铝合金构件与外层的其他金属构件焊接时新产生的应力与原有残余应力叠加导致内层构件开裂。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、对铍
‑
铝合金构件进行真空去应力退火处理，所述铍
‑
铝合金构件包括铝合金环和设置于所述铝合金环内部的铍片；
[0007]步骤二、将所述铍
‑
铝合金构件作为内层构件与外层的其他金属构件进行装夹和定位，所述其他金属构件采用除铍之外的金属材料；
[0008]步骤三、设定焊接工艺参数，对所述铝合金环与所述其他金属构件进行焊接。
[0009]优选地，在步骤一中，将所述铍
‑
铝合金构件放入真空退火炉中，将真空抽至1
×
10
‑2Pa及以下，在300℃～400℃下保持2h～3h，随后随炉冷却至室温，取出所述铍
‑
铝合金构件备用。
[0010]优选地，在步骤二中，所述铍
‑
铝合金构件与所述其他金属构件之间形成角焊缝。
[0011]优选地，在步骤二中，所述铍
‑
铝合金构件与所述其他金属构件的配合间隙不大于0.1mm。
[0012]优选地，在步骤二中，所述铝合金环的上表面高出所述其他金属构件的上表面0.2mm～0.3mm。
[0013]优选地，在步骤二中，所述其他金属构件的材质为铝合金、钛合金、铜合金、铅合金
或钢。
[0014]优选地，在步骤二中，采用焊接工装夹具将所述铍
‑
铝合金构件作为内层构件与外层的其他金属构件进行装夹和定位；在步骤三中，先设定定位焊工艺参数，采用电子束焊设备或激光焊设备对所述铝合金环与所述其他金属构件进行分段定位焊，取下所述焊接工装夹具，之后设定正式焊工艺参数，采用电子束焊设备或激光焊设备对所述铝合金环与所述其他金属构件进行正式焊接。
[0015]优选地，在步骤二中，将所述铍
‑
铝合金构件与所述其他金属构件进行组装，在所述铍
‑
铝合金构件与所述其他金属构件的配合面处填充钎料，之后采用焊接工装夹具将所述铍
‑
铝合金构件作为内层构件与外层的其他金属构件进行装夹和定位；在步骤三中，将装夹有所述铍
‑
铝合金构件和所述其他金属构件的所述焊接工装夹具放入真空钎焊炉中，设定焊接工艺参数进行钎焊
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术的铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，将预制的铍
‑
铝合金构件进行真空去应力退火处理，铍
‑
铝合金构件包括铝合金环和设置于铝合金环内部的铍片，之后与其他金属构件进行装夹和定位，设定焊接工艺参数，对铝合金环与其他金属构件进行焊接。本专利技术中通过铝合金环为媒介，将涉铍的有毒有害、焊接难度大的焊接，转化为在实际应用时只需将铍片外层的铝合金环与其他金属构件焊接，即本专利技术中将涉铍的有毒有害、焊接难度大的焊接转化为普通材料的焊接，一方面降低了涉铍焊接条件准备的难度，另一方面也降低了涉铍焊接的工艺难度，可有效促进铍结构的推广应用。通过对铍
‑
铝合金构件进行真空去应力退火处理，减少其内部的焊接残余应力，防止铍
‑
铝合金构件与外层的其他金属构件焊接时新产生的应力与原有残余应力叠加导致内层构件开裂。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0019]图1为本专利技术提供的铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法的示意图。
[0020]附图标记说明：1、铝合金环；2、铍片；3、其他金属构件。
具体实施方式
[0021]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0022]本专利技术的目的是提供一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，将涉铍的有毒有害、焊接难度大的焊接转化为普通材料的焊接，防止铍
‑
铝合金构件与外层的其他金属构件焊接时新产生的应力与原有残余应力叠加导致内层构件开裂。
[0023]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0024]实施例一：
[0025]如图1所示，本实施例提供一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，包括以下步骤：
[0026]步骤一、对铍
‑
铝合金构件进行真空去应力退火处理，铍
‑
铝合金构件包括铝合金环1和设置于铝合金环1内部的铍片2；
[0027]步骤二、将铍
‑
铝合金构件作为内层构件与外层的其他金属构件3进行装夹和定位，其他金属构件3采用除铍之外的金属材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对铍
‑
铝合金构件进行真空去应力退火处理，所述铍
‑
铝合金构件包括铝合金环和设置于所述铝合金环内部的铍片；步骤二、将所述铍
‑
铝合金构件作为内层构件与外层的其他金属构件进行装夹和定位，所述其他金属构件采用除铍之外的金属材料；步骤三、设定焊接工艺参数，对所述铝合金环与所述其他金属构件进行焊接。2.根据权利要求1所述的铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，其特征在于，在步骤一中，将所述铍
‑
铝合金构件放入真空退火炉中，将真空抽至1
×
10
‑2Pa及以下，在300℃～400℃下保持2h～3h，随后随炉冷却至室温，取出所述铍
‑
铝合金构件备用。3.根据权利要求1所述的铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，其特征在于，在步骤二中，所述铍
‑
铝合金构件与所述其他金属构件之间形成角焊缝。4.根据权利要求3所述的铍
‑
铝合金构件与其他金属构件的焊接方法，其特征在于，在步骤二中，所述铍
‑
铝合金构件与所述其他金属构件的配合间隙不大于0.1mm。5.根据权利要求1所述的铍
‑
铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦作勇，李盛和，李明伟，夏胜全，杨龙，杨国华，张志强，董平，郭兴根，任毅涛，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：