CN110802337A - 一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夹层结构环形铜‑钢钎焊件端面封焊的方法，将内壁和外壁装配定位好后，将内壁端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合良好，采用手工氩弧焊焊接内、外壁的搭接角焊缝，实现内、外壁端面钎焊前的封焊。钎焊完成后，车加工去除翻边部分，并以端面上的内、外壁对接位置为起点，向内壁方向车加工出环形凹槽，采用堆焊的方式填充凹槽，并用车加工的方式加工出铜‑钢锁底对接接头，最后对端面上的环形铜‑钢锁底对接接头进行真空电子束焊，实现端面的封焊。本发明有效提高了夹层结构环形铜‑钢钎焊件钎焊前端面的密封效果和钎焊后端面的封焊缝强度，避免了端面封焊缝在钎焊和液压试验过程中的渗漏和返修焊，提高了产品质量和生产效率。

Description

一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法
技术领域
本发明属于铜-钢钎焊件的封焊方法，涉及一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法。
背景技术
目前，未发现关于夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的报道。以往，夹层结构环形铜-钢钎焊件在钎焊前的端面封焊采用电子束焊的方式焊接铜-钢对接接头，且在钎焊后依靠此焊缝实现端面的封焊。该方法虽然可以减少焊缝数量，降低钎焊缝附近的温度，但其不足之处是：内壁和外壁电镀完成并装配在一起后，端面部位铜-钢对接间隙不均匀，直接采用电子束焊的方式焊接铜-钢对接接头，会导致在焊接过程中无法保证电子束焊接过程中的偏铜量一致，钎焊前的端面铜-钢电子束焊缝经常出现泄露，需采用电子束焊的方式进行多次补焊，使生产效率下降，成本增加；此外，端面的铜-钢电子束焊缝在经历钎焊过程中的高温后，由于两种材料的热物性差异，易出现裂纹，在气密试验时会出现渗漏。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，采用翻边和手工氩弧焊的方式使得钎焊前的端面铜-钢封焊更可靠，避免了钎焊前端面铜-钢电子束焊缝的渗漏和多次返修。同时，在钎焊后采用堆焊和车加工的方式重新加工出端面铜-钢对接接头，电子束焊接后，获得了高质量的端面铜-钢锁底对接电子束焊缝，避免了铜-钢电子束焊缝在经历钎焊高温后出现裂纹缺陷。
技术方案
一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：夹层结构内壁材料为铜，外壁材料为钢，端面封焊步骤如下：
步骤1：采用机械加工的方式加工夹层结构环形铜-钢钎焊件的内壁1和外壁2，在内壁1和外壁2表面电镀后将两者装配在一起；
所述加工保证内壁外型面和外壁内型面一致，两者贴合间隙为0.01mm～0.05mm，且内壁端面预留的薄壁余量厚度为1.8mm～2.2mm；
所述内壁和外壁电镀时，距内壁和外壁端面14mm～16mm范围内不电镀；
步骤2：将夹层结构环形铜-钢钎焊件端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合，采用氩弧焊的方式焊接翻边的内壁薄壁余量与外壁的搭接角焊缝，在焊接过程中采用擦拭的方式冷却焊缝附近的内、外表面；
所述翻边的内壁薄壁余量与外壁的贴合间隙为0.05mm～0.2mm；
步骤3：对夹层结构环形铜-钢钎焊件进行钎焊，钎焊后，车加工去除翻边部位，并在端面上加工出环形凹槽；
步骤4：采用氩弧焊堆焊端面上的环形凹槽，并在内、外表面采用擦拭的方式连续冷却，在内腔通氩气，流量为12L/min～15L/min；
再用车加工的方式加工堆焊缝的表面，加工出夹层结构环形铜-钢钎焊件的端面环形铜-钢锁底对接接头，铜高于钢；
采用电子束偏铜侧的方式进行焊接，偏铜侧位移量为0.7mm～1.0mm，使得夹层结构环形铜-钢钎焊件端面上的铜-钢锁底对接接头。
所述环形凹槽深度为5mm～7mm，环形凹槽宽度为6mm～8mm。
所述步骤3车加工端面的环形凹槽时，从铜-钢界面开始往内壁方向车加工。
所述步骤2的氩弧焊采用直径为2mm～3mm的铜焊丝。
所述步骤4的氩弧焊采用直径为1.5mm～2.5mm的不锈钢焊丝。
所述铜高于钢的高度差为1mm～1.5mm。
所述夹层结构环形铜-钢钎焊件内壁材料为铬青铜，外壁材料为不锈钢。
有益效果
本发明提出的一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，将内壁和外壁装配定位好后，将内壁端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合良好，采用手工氩弧焊焊接内、外壁的搭接角焊缝，实现内、外壁端面钎焊前的封焊。钎焊完成后，车加工去除翻边部分，并以端面上的内、外壁对接位置为起点，向内壁方向车加工出环形凹槽，采用堆焊的方式填充凹槽，并用车加工的方式加工出铜-钢锁底对接接头，最后对端面上的环形铜-钢锁底对接接头进行真空电子束焊，实现端面的封焊。本发明有效提高了夹层结构环形铜-钢钎焊件钎焊前端面的密封效果和钎焊后端面的封焊缝强度，避免了端面封焊缝在钎焊和液压试验过程中的渗漏和返修焊，提高了产品质量和生产效率。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、夹层结构环形铜-钢钎焊件在钎焊前采用翻边和手工氩弧焊的方式对端面进行封焊，极大地提高了端面封焊缝的质量，避免了直接进行端面铜-钢电子束焊接时经常出现的焊缝渗漏需多次返修的情况，提高了产品生产效率，降低了生产成本。
2、夹层结构环形铜-钢钎焊件在钎焊后采用机械加工环槽和堆焊的方式加工出对接状态良好的环形铜-钢锁底对接接头，电子束焊接端面的环形铜-钢锁底对接接头后，避免了夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊缝在液压试验过程中出现渗漏而进行的多次返修，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明夹层结构环形铜-钢钎焊件的结构示意图
图2是本发明步骤2薄壁余量翻边后的状态示意图
图3是本发明步骤4环槽堆焊缝的状态示意图
图4：是本发明堆焊后重新加工的状态示意图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明采用的夹层结构环形铜-钢钎焊件由内壁1、外壁2组成。
实施例1
(1)采用机械加工的方式加工夹层结构环形铜-钢钎焊件的内、外壁，内壁材料为铬青铜，外壁材料为不锈钢，加工保证内壁外型面和外壁内型面一致，两者贴合间隙为0.01mm。内壁端面预留的薄壁余量厚度为1.8mm。内壁和外壁电镀时，距内壁和外壁端面14mm范围内不电镀。电镀后，将内、外壁装配在一起。
(2)将夹层结构环形铜-钢钎焊件端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合，保证翻边的内壁薄壁余量与外壁的贴合间隙为0.05mm。采用直径为2mm的铜焊丝，对翻边的内壁薄壁余量与外壁的搭接角焊缝进行手工氩弧焊，并且在焊接过程中采用擦拭的方式连续冷却焊缝附近的内、外表面。
(3)对夹层结构环形铜-钢钎焊件进行钎焊。钎焊后，车加工去除翻边部位，并在端面上从铜-钢界面开始往内壁方向加工出环形凹槽。环形凹槽深度为5mm，环形凹槽宽度为6mm。
(4)采用直径为1.6mm的不锈钢焊丝，对夹层结构环形铜-钢钎焊件端面上的环形凹槽进行堆焊，并在焊接过程中采用擦拭的方式对内、外表面进行连续冷却，在内腔通氩气，流量为12L/min。车加工堆焊缝的表面，加工出端面环形铜-钢锁底对接接头，保证铜高于钢，高度差为1mm。采用电子束焊的方式对端面环形铜-钢锁底对接接头进行焊接，电子束偏铜侧的位移量为0.7mm。
实施例2
(1)采用机械加工的方式加工夹层结构环形铜-钢钎焊件的内、外壁，内壁材料为铬青铜，外壁材料为不锈钢，加工保证内壁外型面和外壁内型面一致，两者贴合间隙为0.03mm。内壁端面预留的薄壁余量厚度为2mm。内壁和外壁电镀时，距内壁和外壁端面15mm范围内不电镀。电镀后将内、外壁装配在一起。
(2)将夹层结构环形铜-钢钎焊件端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合，保证翻边的内壁薄壁余量与外壁的贴合间隙为0.1mm。采用直径为2.5mm的铜焊丝，对翻边的内壁薄壁余量与外壁的搭接角焊缝进行手工氩弧焊，并且在焊接过程中采用擦拭的方式连续冷却焊缝附近的内、外表面。
(3)对夹层结构环形铜-钢钎焊件进行钎焊。钎焊后，车加工去除翻边部位，并在端面上从铜-钢界面开始往内壁方向加工出环形凹槽。环形凹槽深度为6mm，环形凹槽宽度为7mm。
(4)采用直径为2mm的不锈钢焊丝，对夹层结构环形铜-钢钎焊件端面上的环形凹槽进行堆焊，并在焊接过程中采用擦拭的方式对内、外表面进行连续冷却，在内腔通氩气，流量为13L/min。车加工堆焊缝的表面，加工出端面环形铜-钢锁底对接接头，保证铜高于钢，高度差为1.2mm。采用电子束焊的方式对端面环形铜-钢锁底对接接头进行焊接，电子束偏铜侧的位移量为0.85mm。
实施例3
(1)采用机械加工的方式加工夹层结构环形铜-钢钎焊件的内、外壁，内壁材料为铬青铜，外壁材料为不锈钢，加工保证内壁外型面和外壁内型面一致，两者贴合间隙为0.05mm。内壁端面预留的薄壁余量厚度为2.2mm。内壁和外壁电镀时，距内壁和外壁端面16mm范围内不电镀。电镀后将内、外壁装配在一起。
(2)将夹层结构环形铜-钢钎焊件端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合，保证翻边的内壁薄壁余量与外壁的贴合间隙为0.2mm。采用直径为3mm的铜焊丝，对翻边的内壁薄壁余量与外壁的搭接角焊缝进行手工氩弧焊，并且在焊接过程中采用擦拭的方式连续冷却焊缝附近的内、外表面。
(3)对夹层结构环形铜-钢钎焊件进行钎焊。钎焊后，车加工去除翻边部位，并在端面上从铜-钢界面开始往内壁方向加工出环形凹槽。环形凹槽深度为7mm，环形凹槽宽度为8mm。
(4)采用直径为2mm的不锈钢焊丝，对夹层结构环形铜-钢钎焊件端面上的环形凹槽进行堆焊，并在焊接过程中采用擦拭的方式对内、外表面进行连续冷却，在内腔通氩气，流量为15L/min。车加工堆焊缝的表面，加工出端面环形铜-钢锁底对接接头，保证铜高于钢，高度差为1.5mm。采用电子束焊的方式对端面环形铜-钢锁底对接接头进行焊接，电子束偏铜侧的位移量为1.0mm。

Claims (7)

1.一种夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：夹层结构内壁材料为铜，外壁材料为钢，端面封焊步骤如下：
步骤1：采用机械加工的方式加工夹层结构环形铜-钢钎焊件的内壁(1)和外壁(2)，在内壁(1)和外壁(2)表面电镀后将两者装配在一起；
所述加工保证内壁外型面和外壁内型面一致，两者贴合间隙为0.01mm～0.05mm，且内壁端面预留的薄壁余量厚度为1.8mm～2.2mm；
所述内壁和外壁电镀时，距内壁和外壁端面14mm～16mm范围内不电镀；
步骤2：将夹层结构环形铜-钢钎焊件端面预留的薄壁余量敲击翻转至与外壁贴合，采用氩弧焊的方式焊接翻边的内壁薄壁余量与外壁的搭接角焊缝，在焊接过程中采用擦拭的方式冷却焊缝附近的内、外表面；
所述翻边的内壁薄壁余量与外壁的贴合间隙为0.05mm～0.2mm；
步骤3：对夹层结构环形铜-钢钎焊件进行钎焊。钎焊后，车加工去除翻边部位，并在端面上加工出环形凹槽；
步骤4：采用氩弧焊堆焊端面上的环形凹槽，并在内、外表面采用擦拭的方式连续冷却，在内腔通氩气，流量为12L/min～15L/min；
再用车加工的方式加工堆焊缝的表面，加工出夹层结构环形铜-钢钎焊件的端面环形铜-钢锁底对接接头，铜高于钢；
采用电子束偏铜侧的方式进行焊接，偏铜侧位移量为0.7mm～1.0mm，使得夹层结构环形铜-钢钎焊件端面上的铜-钢锁底对接接头。
2.根据权利要求1所述夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：所述环形凹槽深度为5mm～7mm，环形凹槽宽度为6mm～8mm。
3.根据权利要求1或2所述夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：所述步骤3车加工端面的环形凹槽时，从铜-钢界面开始往内壁方向车加工。
4.根据权利要求1或2所述夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：所述步骤2的氩弧焊采用直径为2mm～3mm的铜焊丝。
5.根据权利要求1或2所述夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：所述步骤4的氩弧焊采用直径为1.5mm～2.5mm的不锈钢焊丝。
6.根据权利要求1或2所述夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：所述铜高于钢的高度差为1mm～1.5mm。
7.根据权利要求1或2所述夹层结构环形铜-钢钎焊件端面封焊的方法，其特征在于：所述夹层结构环形铜-钢钎焊件内壁材料为铬青铜，外壁材料为不锈钢。
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