斯特林机加热头部件的钎焊定位装置及真空钎焊工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置及真空钎焊工艺；所述钎焊定位装置包括：定位底板、分别设置在定位底板两端的回热腔定位组件和活塞腔定位组件、位于回热腔定位组件和活塞腔定位组件之间的支撑板、分别设置在活塞腔定位组件两端的固定柱Ⅰ和固定柱Ⅱ、两端分别连接固定柱Ⅰ和固定柱Ⅱ的由夹板体Ⅰ和夹板体Ⅱ构成的定位夹板；本发明专利技术结构针对性强、定位准确，能够避免现有斯特林机加热头部件在钎焊过程中易发生定位失效，导致钎焊件偏置以及钎料分布不均匀，从而直接影响钎焊工艺的效果、降低钎焊强度的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置及真空钎焊工艺。
技术介绍
1816年英国的Robert Striling首先专利技术了外部燃烧闭式循环发动机,并制造了世界上第一台斯特林发动机，其后因燃气轮机和内燃机的相应出现，斯特林发动机并未得到广泛应用，随着近年可持续能源的快速发展，自1990年，以美国SES公司为代表的新能源公司将研发重点放在了碟式斯特林太阳能发电机组方向上，而加热头作为斯特林发动机的关键部件，材质采用高温合金，其可靠性直接影响着斯特林机的使用状态和性能，参考图1所示，斯特林机加热头部件一般包括回热腔1、活塞腔2以及连接回热腔I和活塞腔2之间的多个加热管3，回热腔I和活塞腔2顶端分别具有由位于上部的沉孔22和下部的通孔23构成的多个用于连接加热管3的焊接孔21 ;由于加热头部件内部充满高压、高温的工作气体，为满足热稳定性和热强度要求需保证加热头焊接后在高温高压环境下工作时不发生泄漏，斯特林发动机加热头部件通常采用钎焊工艺进行加工，目前使用的钎焊工艺主要为真空钎焊，现有技术中斯特林机加热头部件的真空钎焊工艺存在如下问题:采用的钎焊定位装置没有针对和结合斯特林机加热头部件的结构特点，定位不准，且在钎焊过程中易发生定位失效，从而导致钎焊件偏置以及钎料分布不均匀，出现钎焊件一侧钎料堆积，另一侧没有钎料或钎料极少的情况，直接影响钎焊工艺的效果；设置的钎焊接头间隙过小，影响了钎料的渗入与湿润，达不到全部焊合；设置的钎焊接头间隙太大，浪费钎料且降低了钎焊接头强度；另外，钎焊温度的控制以及钎焊后对钎焊件所进行的热处理也不合理规范，均影响了钎焊件的质量。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种定位准确、钎焊强度高、钎焊效果好的斯特林机加热头部件的钎焊定位装置及真空钎焊工艺。本专利技术的技术手段如下:一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，包括:定位底板、分别设置在定位底板两端的回热腔定位组件和活塞腔定位组件、位于回热腔定位组件和活塞腔定位组件之间的支撑板、分别设置在活塞腔定位组件两端的固定柱I和固定柱I1、两端分别连接固定柱I和固定柱II的由夹板体I和夹板体II构成的定位夹板；所述回热腔定位组件包括定位座I和定位柱I ;所述定位座I具有内径与回热腔下部外径相配合的环状凸台I和顶端连接环状凸台I，底端连接定位底板的圆筒I ;所述定位柱I下部置于定位座I内，该定位柱I下部外径与回热腔下部内径相配合；所述定位柱I顶端设有多个与回热腔顶端具有的多个用于连接加热管的焊接孔位置一一对应的定位销；所述支撑板上设有多条与加热管外径相配合的横向凹槽；所述活塞腔定位组件包括定位座II和定位柱II ;所述定位座II具有内径与活塞腔下部外径相配合的环状凸台II和顶端连接环状凸台II，底端连接定位底板的圆筒II ;所述定位柱II下部置于定位座II内，该定位柱II下部外径与活塞腔下部内径相配合；所述定位夹板两端分别设有与固定柱I和固定柱II上部外径相配合的夹紧孔；所述定位夹板中心设有多个与活塞腔顶端具有的多个用于连接加热管的焊接孔位置一一对应、大小相同的定位孔；进一步地，所述环状凸台I上设有与回热腔下部具有的安装孔位置对应的固定孔；进一步地，所述环状凸台II上设有与活塞腔下部具有的安装孔位置对应的固定孔；进一步地，所述夹板体I和夹板体II上设有通过螺栓把合的横向的连接孔；进一步地，所述定位孔由夹板体I和夹板体II上分别设有的位置对应的半圆形定位槽构成；进一步地，所述夹紧孔由夹板体I和夹板体II上分别设有的位置对应的半圆形夹紧槽构成；进一步地，所述定位销的销柱直径与加热管外径相同，销头直径与加热管内径相同；一种斯特林机加热头部件的真空钎焊工艺，包括如下步骤:步骤一:将斯特林机加热头部件的回热腔、活塞腔分别安装到钎焊定位装置的回热腔定位组件和活塞腔定位组件上并通过螺栓固定；步骤二:将多个加热管一端依次分别插入到回热腔顶端具有的多个焊接孔中同时将定位销的销头分别插入到每个加热管中，并保持加热管底端与焊接孔底端之间设置有0.03 0.05mm的均匀间隙；步骤三:松开定位夹板两端的螺栓，将多个加热管另一端依次分别通过钎焊定位装置的定位夹板上具有的多个定位孔后插入到活塞腔顶端具有的多个焊接孔中，然后拧紧定位夹板两端的螺栓将加热管定位并保持加热管底端与焊接孔底端之间设置有0.03 0.05mm的均勻间隙；步骤四:将多个加热管依次放置到钎焊定位装置的支撑板上设有的多条横向凹槽中，采用氩弧焊对回热腔顶端具有的多个焊接孔中插入的多个加热管进行点焊定位；步骤五:将斯特林机加热头部件的回热腔和活塞腔顶端分别具有的多个焊接孔的沉孔处装入焊料；步骤六:将经过如上步骤处理的装有斯特林机加热头组件的钎焊定位装置进行抽真空，当真空度达到4*10_2Pa后进行升温；步骤七:当温度升至500 550 °C时，保温15分钟，同时保持真空度维持在4* I (T2Pa ；步骤八:继续升温，当温度升至钎焊温度980°C时，保温80分钟；步骤九:在20分钟内将温度升至1120°C，再在20分钟内将温度降至扩散温度1020°C，保温60分钟；步骤十:将温度降至945 965°C，对斯特林机加热头部件进行固溶处理后，保温I 1.25小时，之后按照50°C /h的冷却速度进行随炉冷却；步骤十一:当温度降至710 730°C，对斯特林机加热头部件进行时效处理后，保温8 8.25小时;步骤十二:按照50 60°C /h的冷却速度随炉冷却至610 630°C，保温8 8.25小时后，进行空气冷却至常温。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的斯特林机加热头部件的钎焊定位装置及真空钎焊工艺，其中钎焊定位装置结合斯特林机加热头部件的结构特点设置了回热腔定位组件、活塞腔定位组件、支撑板和定位夹板，结构针对性强、定位准确，能够避免现有斯特林机加热头部件在钎焊过程中易发生定位失效，导致钎焊件偏置以及钎料分布不均匀，从而直接影响钎焊工艺的效果、降低钎焊强度的问题；所述真空钎焊工艺设置钎焊温度在980°C，并且合理控制扩散处理、固溶处理和时效处理温度，克服了现有真空钎焊工艺易出现焊缝断续、虚焊、溶蚀、泄漏的焊接缺点，同时避免了现有真空钎焊工艺后处理过程中的二次处理对焊缝的影响，保证了钎焊质量；同时控制加热管底端与焊接孔底端之间设置有0.03 0.05mm的均匀间隙，避免了由于设置的钎焊接头间隙过小，影响了钎料的渗入与湿润，达不到全部焊合；设置的钎焊接头间隙太大，浪费钎料且降低了钎焊接头强度的问题，本专利技术定位准确、钎焊强度高、钎焊效果好、钎焊质量高、从而保证了斯特林机加热头部件的热稳定性和热强度，有效避免了加热头焊接后在高温高压环境下工作时发生泄漏的问题。附图说明图1是斯特林机加热头部件的结构示意图；图2是本专利技术所述钎焊定位装置的结构示意图；图3是本专利技术装有斯特林机加热头部件的钎焊定位装置的结构示意图；图4是本专利技术所述真空钎焊工艺后加热管与回热腔以及活塞腔的焊接接头结构示意图。图中:1、回热腔，2、活塞腔，3、加热管，4、定位销，5、横向凹槽，6、夹紧孔，7、定位孔，8、夹板体I，9、夹板体II，10、连接孔，11、固定柱II，12、定位柱II，13、环状凸台II，14、圆筒II, 15、固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，其特征在于包括：定位底板（20）、分别设置在定位底板（20）两端的回热腔定位组件和活塞腔定位组件、位于回热腔定位组件和活塞腔定位组件之间的支撑板（16）、分别设置在活塞腔定位组件两端的固定柱Ⅰ（15）和固定柱Ⅱ（11）、两端分别连接固定柱Ⅰ（15）和固定柱Ⅱ（11）的由夹板体Ⅰ（8）和夹板体Ⅱ（9）构成的定位夹板；所述回热腔定位组件包括定位座Ⅰ和定位柱Ⅰ（17）；所述定位座Ⅰ具有内径与回热腔（1）下部外径相配合的环状凸台Ⅰ（18）和顶端连接环状凸台Ⅰ（18），底端连接定位底板（20）的圆筒Ⅰ（19）；所述定位柱Ⅰ（17）下部置于定位座Ⅰ内，该定位柱Ⅰ（17）下部外径与回热腔（1）下部内径相配合；所述定位柱Ⅰ（17）顶端设有多个与回热腔（1）顶端具有的多个用于连接加热管（3）的焊接孔（21）位置一一对应的定位销（4）；所述支撑板（16）上设有多条与加热管（3）外径相配合的横向凹槽（5）；所述活塞腔定位组件包括定位座Ⅱ和定位柱Ⅱ（12）；所述定位座Ⅱ具有内径与活塞腔（2）下部外径相配合的环状凸台Ⅱ（13）和顶端连接环状凸台Ⅱ（13），底端连接定位底板（20）的圆筒Ⅱ（14）；所述定位柱Ⅱ（12）下部置于定位座Ⅱ内，该定位柱Ⅱ（12）下部外径与活塞腔（2）下部内径相配合；所述定位夹板两端分别设有与固定柱Ⅰ（15）和固定柱Ⅱ（11）上部外径相配合的夹紧孔（6）；所述定位夹板中心设有多个与活塞腔（3）顶端具有的多个用于连接加热管（3）的焊接孔（21）位置一一对应、大小相同的定位孔（7）。...

【技术特征摘要】
1.一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，其特征在于包括:定位底板(20)、分别设置在定位底板(20)两端的回热腔定位组件和活塞腔定位组件、位于回热腔定位组件和活塞腔定位组件之间的支撑板(16)、分别设置在活塞腔定位组件两端的固定柱I (15)和固定柱II (11)、两端分别连接固定柱I (15)和固定柱II (11)的由夹板体I (8)和夹板体II(9)构成的定位夹板； 所述回热腔定位组件包括定位座I和定位柱I (17);所述定位座I具有内径与回热腔(I)下部外径相配合的环状凸台I (18)和顶端连接环状凸台I (18)，底端连接定位底板(20)的圆筒I (19);所述定位柱I (17)下部置于定位座I内，该定位柱I (17)下部外径与回热腔(I)下部内径相配合；所述定位柱I (17)顶端设有多个与回热腔(I)顶端具有的多个用于连接加热管(3)的焊接孔(21)位置一一对应的定位销(4)； 所述支撑板(16)上设有多条与加热管(3)外径相配合的横向凹槽(5)； 所述活塞腔定位组件包括定位座II和定位柱II (12);所述定位座II具有内径与活塞腔(2 )下部外径相配合的环状凸台II (13)和顶端连接环状凸台II (13)，底端连接定位底板(20)的圆筒II(14);所述定位柱II (12)下部置于定位座II内，该定位柱II (12)下部外径与活塞腔(2)下部内径相配合； 所述定位夹板两端分别设有与固定柱I (15)和固定柱II (11)上部外径相配合的夹紧孔(6);所述定位夹板中心设有多个与活塞腔(3)顶端具有的多个用于连接加热管(3)的焊接孔(21)位置一一对应、大小相同的定位孔(7)。2.根据权利要求1所述的一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，其特征在于所述环状凸台I (18)上设有与回热腔(I)下部具有的安装孔位置对应的固定孔。3.根据权利要求1所述的一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，其特征在于所述环状凸台II (13)上设有与活塞腔(2)下部具有的安装孔位置对应的固定孔。4.根据权利要求1所述的一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，其特征在于所述夹板体I (8)和夹板体II (9)上设有通过螺栓把合的横向的连接孔(10)。5.根据权利要求1所述的一种斯特林机加热头部件的钎焊定位装置，其特征在于所述定位孔(7)由夹板体I (8)和夹板体II (9)上分别设有的位置对应的半圆形定位槽构成。6.根据权利要求1所述的一种斯特林机加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广明，王振声，韩文鹏，
申请(专利权)人：大连宏海新能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：