CN101634381A - 扩散焊接结构波纹管 - Google Patents

Abstract

扩散焊接结构波纹管属于波纹管制造领域，本发明通过“扩散焊接”+“机械加工”+“成形”的方法实现波纹管的制造，其主要工序有：箔板坯料制备、表面清理、表面改性处理、止焊处理、扩散焊焊接、机械加工和成形。利用本发明制造出来的波纹管具有疲劳性能好(根据不同的环境、结构和材料最高可达100万次以上)、耐压能力强、刚度可调、压缩率大(大于95％)、内孔可微型化、几何尺寸精度高、抗失稳能力强、焊缝轮廓精确可控、焊缝宽度可调等优点。利用本发明可制造出外形为圆形、方形及其它各种形状的波纹管。可用作液压、气压、输送管路安装位移和角度补偿元件、弹性补偿元件、气孔阻尼元件；可用作压力表、高度表的计量元件；可用作空调、制冷等装置的换热翅片管；可用做蓄压器、储箱中隔离气体或液体的金属囊。为相关行业提供性能优异的波纹管产品。

Description

扩散焊接结构波纹管

一、技术领域

本发明可应用于液压、气压、输送管路安装位移补偿和角度补偿，可用作阀门类产品弹性补偿元件，可用作阀门类产品的气孔阻尼元件，可用作压力表、高度表的计量元件，可用作空调、制冷等装置的换热翅片管，可用做蓄压器、储箱中隔离气体或液体的金属囊。

二、背景技术

波纹管是工业、农业、航空、航天、船舶、石油、化工、机械、能源、电力、建筑、家装等行业应用非常广泛的产品。

目前，国内、国际使用的波纹管均是采用薄壁管坯压力胀形和膜片成形后熔化焊接方式制造。本专利采用平板膜片扩散焊接后再整体拉伸成形方式制造波纹管。采用本专利方式制造的波纹管与薄壁管坯压力胀形方式及膜片成形后熔化焊接方式制造的波纹管相比有明显的优势，详见下表。

序号	性能	平板膜片扩散焊接后拉伸成形波纹管	膜片成形后熔化焊接波纹管	薄壁管坯压力胀形波纹管
					1	压缩率	大于95％	不大于50％	不大于40％
2	材料适用范围	各种金属材料	熔焊性良好的金属材料	熔焊性良好的金属材料
					3	材料厚度适用范围	任何厚度的等厚度及不等厚度	＞0.05毫米	＞0.05毫米
4	焊接部位强度系数	＞1	＞0.9	＞0.9
					5	最小内径	可达0.1毫米	20毫米	10毫米
6	形位尺寸精度偏差	0.01	0.5	1
					7	波纹管刚度	大小可调整	大小不可调整	大小不可调整
8	抗疲劳能力	优	良(焊接区为铸造组织，疲劳下降)	差(有纵焊缝直接影响疲劳寿命)
					9	焊接区组织结构	与基体一致(通常为变形组织)	铸造组织	铸造组织
10	接头连接形式	焊后加工保证，接头可为任意形式	受工艺限制，尺寸较大	受工艺限制，尺寸较大

三、发明内容

1、目的：

该方案为国内、国际首次将数片(多至几百甚至上千片)箔片零件通过扩散焊焊接方式焊成具有一定功能的整体波纹管，大大提高了波纹管的疲劳寿命、强度、压缩率、几何尺寸精度，实现了波纹管刚度的可调节，并可实现同种材料、异种材料、相同厚度及不同厚度等各种形式波纹管的焊接。

2、技术方案：

通过多种表面处理对事先加工好的圆形、方形或其它形状材料进行表面清理，去除被焊接零件表面污物后，通过涂敷表面保护胶后加刻形的方式实现波纹管焊接区和非焊接区分界线的精确控制。对不需要扩散焊焊接的部位进行止焊处理，对于需要进行扩散焊焊接的部位通过离子注入、沉积、镀等方式对材料进行表面改性处理。按一定的装配关系和装配顺序将圆形、方形或其它形状原材料进行装配。在一定的温度、保护环境(包括真空、惰性气体保护)、压力、时间下对材料应该焊接的部位进行扩散焊焊接。最后对焊接好的波纹管半成品进行精密机械加工、成形、校形和定形完成扩散焊接结构波纹管的主要制造过程。

3、效果：

通过扩散焊焊节后拉伸成形制造出来的波纹管在制造周期、制造成本及性能方面均有明显优势：

1)波纹管压缩量可达95％以上，可有效地减小波纹管的长度；

2)通过变形量的控制，可生产不同补偿能力的波纹管；

3)工艺路线短，工艺简单可靠；

4)扩散焊在一起的材料，在成形后起到加强筋作用，有效提高了波纹管抗内压、外压能力和抗失稳能力；

5)波纹管内径可加工到μm级，可用作弹性、气动阻尼元件；

6)由于是扩散焊后进行整体机械加工，尺寸精度可达到μm级，能够保证波纹管组件的精确安装定位；

7)由于焊缝和力学性能与基体一致，疲劳强度强度大大提高，根据结构不同，最高可达到100万次以上；

8)通过调整焊缝宽度，可精确调整和控制波纹管的刚度，可用作精密仪器的计量元件；

9)波纹管强度系数大于1，完全克服了其他方式制造的波纹管因焊接应力集中和强度下降；

10)扩散焊后的波纹管无焊接应力和强度下降，提高了波纹管的可靠性；

11)不同于其它熔化焊接，波纹管焊缝宽度可为任意宽度，提高了波纹管的耐压能力和抗失稳能力；

12)焊接轮廓线精度可精确控制，精度可达±0.01毫米；

13)可制造外形为圆形、方形及其它形状的波纹管。

四、附图说明

图1为波纹管扩散焊接示意图，序号1为波纹管上法兰，序号2为扩散焊接区域，序号3为圆环形(也可为方形或其它形状)箔板类材料，序号4为不需要焊接的区域，序号5为波纹管下法兰。扩散焊接的波纹管由事先加工好的圆形或任何形状材料按一定的装配顺序和装配关系组装而成，图示焊接区域(视材料不同，必要时)应进行表面改性处理，非焊接区应进行止焊处理。装配时，保证所有材料相对位置的一致性是至关重要的过程。

图2为成形后的扩散焊接波纹管示意图，序号1为成形好的波纹管上法兰，序号2为扩散焊接区域，序号3为扩散焊接波纹管箔板类膜片，序号4为扩散焊接波纹管下法兰。将扩散焊接好的波纹管进行必要的精确机械加工后进行成形即可得到图中所示的扩散焊结构波纹管。

五、具体实施方式

1.通过机械加工、激光加工、电加工等方式制造出圆环形(也可为方形或其它形状)材料；

2.通过多种表面处理对材料进行表面清理，去除零件表面各种污物；

3.通过涂敷表面保护胶后刻形的方式实现波纹管焊接区和非焊接区分界线的精确控制；

4.对不需要扩散焊焊接的部位进行止焊处理；

5.对于需要进行扩散焊焊接的部位通过离子注入、沉积、镀等方式对材料进行表面改性处理(有些牌号的材料可不进行)。

6.按一定的装配关系和装配顺序将材料进行装配；

7.在一定的温度、保护环境(包括真空、惰性气体保护)、压力、时间下对材料应该焊接的部位进行扩散焊焊接；

8.对焊接好的波纹管半成品进行精密机械加工；

9.通过成形、校形或应力松弛成形实现扩散焊接结构波纹管的波纹形状。

Claims (8)

1.利用扩散焊焊接方式将多个金属板或箔类材料焊接成波纹管；

2.采用对焊接区进行改性处理实现扩散焊接波纹管；

3.采用不需要焊接的地方涂止焊剂的方式实现波纹管扩散焊焊接时的止焊作用；

4.采用涂敷表面保护胶后刻形的方式实现波纹管焊接区和非焊接区分界线的精确控制；

5.采用“扩散焊接”+“机械加工”+“成形”的方法进行波纹管的制造；

6.通过定形热处理和常温成形、应力松弛成形或校形的方式实现对波纹管几何尺寸精度的精确控制；

7.采用“扩散焊接”+“机械加工”+“成形”的方法制造外形为圆形、方形及其它各种形状波纹管；

8.采用“扩散焊接”+“机械加工”+“成形”的方法制造名称不称为波纹管但结构、功能、用途与波纹管相同的构件。

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