一种不锈钢层板式喷注器的钎焊制备方法技术

本发明专利技术提出一种不锈钢层板式喷注器的钎焊制备方法，具体为步骤一：将待钎焊层板式喷注器的各层需焊接的层板上下表面分别镀镍层；步骤二：将箔状钎料按照层板式喷注器中彼此相邻的两层之间的形状进行加工；步骤三：将箔状钎料放置到层板式喷注器层板部件之间；步骤四：将层板式喷注器放入真空室中加热加压进行钎焊。本发明专利技术通过控制钎料的厚度和工艺参数，成功解决了现有技术中钎焊制备过程中温度和压力过高引起的层板板面之间孔及流通通道塑性变形的技术问题。本发明专利技术中钎料良好地润湿不锈钢层板，可以降低扩散焊过程中存在的压力不均匀带来的焊接质量问题的概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液体火箭发动机制备
，具体涉及。
技术介绍
随着载人航天技术的不断发展，更为严格的环保要求以及国际商业火箭市场竞争的加剧，常规有毒推进剂系统的使用将受到限制，无毒、无污染、高性能、低成本的空间推进系统正成为21世纪各国推进技术研究的主要方向。在研制无毒小推力发动机过程中，喷注器设计是关键技术之一，对燃烧效率、热防护和响应特性等指标有很大的影响。相对于传统方式的喷注器，层板式喷注器具有可以安放数量更多的喷嘴、头腔容积更小、膜冷却更均勻等优点。由于层板式喷注器结构较为复杂，对制造技术提出了更高的要求。层板式喷注器属于无毒推进剂小推力发动机所使用的喷注器，由五块4 9mm厚度不等的薄板组合而成，所用推进剂为气氧/甲烷，与液体推进剂的层板式喷注器有所差异。层板式喷注器所使用的材料一般为不锈钢，每块板上加工有不同的小孔及推进剂流通通道，最小的孔一般仅为0. 5mm左右，最后要将五块平板连接为一个整体，并要求各个板面之间的孔及流通通道不能堵塞，各个板定位要有很高的精度，结构有一定强度，侧面不能漏气。目前国内外，尤其是美国与俄罗斯等先进国家制造层板式喷注器通过文献可知一般采用扩散焊接的工艺，但没有公开的文献或资料涉及详细地制造工艺参数。采用扩散焊接工艺，对每个部件(层板)的表面质量要求高，并且扩散焊工艺采用高温高压，而在高温条件下采用很大的压力容易造成层板的各个板面之间的孔及流通通道发生一定的塑性变形，影响制造质量和性能，因此要获得性能和质量优异的层板式喷注器，对工艺参数要求非常严格，从而提高了生产成本。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了，通过控制钎料的厚度和工艺参数，成功解决了现有技术中钎焊制备过程中温度和压力过高引起的层板板面之间孔及流通通道塑性变形的技术问题。本专利技术中钎焊温度低、压力小，从而大大减小不锈钢层板式喷注器流通通道塑性变形的可能性，钎料良好地润湿不锈钢层板，可以降低扩散焊过程中存在的压力不均勻带来的焊接质量问题的概率。本专利技术提供的，具体包括以下几个步骤步骤一将待钎焊层板式喷注器的各层需要焊接的层板上下两个表面分别采用电镀工艺镀0. 01 0. 02mm的镍层。步骤二 将0. 03 0. 06mm厚的箔状钎料按照层板式喷注器中彼此相邻的两层之间的形状进行加工，得到n-1层箔状钎料，其中η为待钎焊的层板式喷注器的层板结构的层数。所述的箔状钎料的成份按照重量百分比为20 30%的铜、0. 1 5%的锰、0. 1 3%的镍，其余为银。 步骤三将n—l块箔状钎料放置到层板式喷注器的n个层板部件之间，按照设计要求将层板式喷注器装配好； 步骤四将层板式喷注器放入真空室中加热加压进行钎焊，在真空度为3×l0 一5×l0一3Pa1温度850—900℃1夹紧压力l一5M[’a的工艺条件下进行钎焊l0一20min，将n层层板式喷注器钎焊到一起。 本专利技术具有的优点在于 (1)本专利技术提供的，钎焊温度低，压力小，从而大大减小不锈钢层板式喷注器流通通道塑性变形的可能性； (2)本专利技术提供的中钎料良好地润湿不锈钢层板，可以降低扩散焊过程中存在的压力不均匀带来的焊接质量问题的概率； (3)本专利技术提供的，焊接时间短1对层板表面质量要求较低，有效降低了生产成本； (4)本专利技术提供的，钎焊制造的不锈钢层板式喷注器不会出现钎料堵塞现象，完全满足液体火箭发动机推进剂为气氧／甲烷的层板式喷注方案，并且有效地打破了国外对该技术的封锁，为我国航天领域推进器的发展提供了技术支持。附图说明 图l本专利技术提供的； 图2本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的主视 图3本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的剖面 图4本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的顶层板主视 图5本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的分流板A主视 图6本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的分流板B主视 图7本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的燃料板主视 图8本专利技术应用于小推力发动机层板式喷注器的氧化剂板主视图。 图中 卜螺栓孔2一火花塞3一燃料接管嘴4一氧气接管嘴 5一顶层板6一燃料接管嘴密封 7一火花塞密封垫片 8一氧气接管嘴密封垫六垫片 9一边区冷却剂流量调 l0一边区冷却剂流量11一分流板A 12一分流板B节固定装置调节垫片 13一燃料板14一壳体15一燃料喷嘴16一氧化剂板 17一通孔A18一通孔C19一通孔B20一阶梯通孔D 2卜冷却剂分流孔22一氧化剂分流孔 23一通孔F24一盲孔工 25一通孑L G26一通孑L丁27一环形腔A28一通孑L K1 29一通孔L30一盲孔X3卜通孔M32一环形腔B33-阶梯通孔R 34-环形腔C35-通孔N36-通孔L37-阶梯通孔P 38-环形腔D39-阶梯通孔Q 40-盲孔Y41-通孔 T具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供的，如图1所示，具体包括以下几个步骤步骤一将待钎焊层板式喷注器的各层需要焊接的层板上下两个表面分别采用电镀工艺镀0. 01 0. 02mm的镍层。步骤二 将0. 03 0. 06mm厚的箔状钎料按照层板式喷注器中彼此相邻的两层之间的形状进行加工，得到n-1层箔状钎料，其中η为待钎焊的层板式喷注器的层板结构的层数。所述的箔状钎料的成份按照重量百分比为20 30%的铜、0. 1 5%的锰、0. 1 3% 的镍，其余为银。步骤三将n-1块箔状钎料放置到层板式喷注器的η个层板部件之间，按照设计要求将层板式喷注器装配好；步骤四将层板式喷注器放入真空室中加热加压进行钎焊，在真空度为3X 10_3 5Χ l(T3Pa、温度850 900°C、夹紧压力1 5MPa的工艺条件下进行钎焊10 20min，将η 层层板式喷注器钎焊到一起。本专利技术提出的不锈钢层板式喷注器的钎焊制备方法可完成对气氧/甲烷小推力发动机层板式喷注器的钎焊制备。所述的气氧/甲烷小推力发动机层板式喷注器的层板结构的层数为η = 5，结构如图2和图3，主要包括火花塞2、燃料接管嘴3、氧气接管嘴4、燃料板13、氧化剂板16、顶层板5、分流板All、分流板B12、边区冷却剂流量调节固定装置9、 边区冷却剂流量调节垫片10、燃料喷嘴15和壳体14。其中燃料板13、氧化剂板16、顶层板 5、分流板All和分流板B12组成层板结构。所述的壳体14为圆形结构，中心具有通孔a，通孔a内部顺次焊接有分流板All、 分流板B12、燃料板13和氧化剂板16，顶层板5与分流板All的上表面焊接相连，壳体14的边缘均勻分布有多个螺栓孔1，通过螺栓孔1可以将该层板式喷注器与其他部件进行固定。所述的顶层板5中心具有通孔A17，如图4所示，通孔A17两侧对称分布有通孔B19 和通孔C18，通孔B19和通孔C18分别与燃料接管嘴3和氧气接管嘴4相连接，且所述的通孔B19与燃料接管嘴3之间还连接有燃料接管嘴密封垫片6，通孔C18与氧气接管嘴4之间还连接有氧气接管嘴密封垫片8。所述的分流板All的中心具有阶梯通孔D20，如图5所示，阶梯通孔D20上部(即朝向顶层板方向的部分)的孔径与通孔A17的孔径相同，且阶梯通孔D20与通孔A17同轴； 阶梯通孔D20的两侧对本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种不锈钢层板式喷注器的钎焊制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一：将待钎焊层板式喷注器的各层需焊接的层板上下两个表面分别采用电镀工艺镀０．０１～０．０２ｍｍ的镍层；步骤二：将０．０３～０．０６ｍｍ厚的箔状钎料按照层板式喷注器中彼此相邻的两层之间的形状进行加工，得到ｎ－１层箔状钎料，其中ｎ为待钎焊的层板式喷注器的层板结构的层数；步骤三：将ｎ－１块箔状钎料放置到层板式喷注器的ｎ个层板部件之间，按照设计要求将层板式喷注器装配好；步骤四：将层板式喷注器放入真空室中加热加压进行钎焊，在真空度为３×１０－３～５×１０－３Ｐａ、温度８５０～９００℃、夹紧压力１～５ＭＰａ的工艺条件下进行钎焊１０～２０ｍｉｎ，将ｎ层层板式喷注器钎焊到一起。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢层板式喷注器的钎焊制备方法，其特征在于包括以下几个步骤 步骤一将待钎焊层板式喷注器的各层需焊接的层板上下两个表面分别采用电镀工艺镀0.01 0. 02mm的镍层；步骤二 将0. 03 0. 06mm厚的箔状钎料按照层板式喷注器中彼此相邻的两层之间的形状进行加工，得到n-1层箔状钎料，其中η为待钎焊的层板式喷注器的层板结构的层数； 步骤三将η-1块箔状钎料放置到层板式喷注器的η个层板部件之间，按照设计要求将层板式喷注器装配好；步骤四将层板式喷注器放入真空室中加热加压进行钎焊，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家文，曲文卿，蔡国飙，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11