航天純氧過濾器及其焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種航天純氧過濾器，該過濾器表面質(zhì)量及抗氧化性非常高，濾芯自身的使用強(qiáng)度大。本發(fā)明還提供了該種航天純氧過濾器濾芯的焊接方法，保證焊芯的質(zhì)量穩(wěn)定性、封閉性及提高焊芯的高溫抗蝕性。本發(fā)明使用的技術(shù)方案如下：航天純氧過濾器，包括上、下殼體、濾芯和密封墊，濾芯為全焊接結(jié)構(gòu)，其包括濾芯骨架和濾芯過濾層，濾芯過濾層采用錫青銅燒結(jié)網(wǎng)，濾芯骨架由骨架筒身和設(shè)置在其兩端的工藝臺(tái)階組成，濾芯過濾層采用錫青銅燒結(jié)網(wǎng)，錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架筒身上并且兩邊緊貼骨架的工藝臺(tái)階的內(nèi)側(cè)面；密封墊為紫銅。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)純氧的有效、安全過濾，為供氧系統(tǒng)壓力試驗(yàn)提供了可靠保障，并為公司創(chuàng)造很大效益。
【專利說明】航天純氧過濾器及其焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過濾裝置，尤其是一種火箭燃料供氧系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)在試驗(yàn)時(shí)對(duì)純氧進(jìn)行過濾的專用航天純氧過濾器及其焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為保證火箭飛行安全，在飛行前必須對(duì)火箭進(jìn)行各種地面性能檢測(cè)。對(duì)火箭燃料供氧系統(tǒng)工作性能是否良好的檢測(cè)也是重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一，供氧系統(tǒng)中的純氧需經(jīng)過濾器過濾后供給點(diǎn)火系統(tǒng)。現(xiàn)在過濾純氧的過濾器采用不銹鋼材質(zhì)，不銹鋼材質(zhì)在較大壓力沖擊時(shí)容易產(chǎn)生火花，純氧遇見火花易產(chǎn)生爆炸，從而存在安全隱患。另外過濾器內(nèi)部的濾芯在焊接方式上也存在以下問題:
[0003]氬弧焊焊接方式:氬弧焊弧焰不穩(wěn)定，熱影響區(qū)域大，焊縫不規(guī)則易發(fā)生變形；
[0004]等離子焊焊接方式:等離子焊弧焰較穩(wěn)定，焊縫易氧化，高溫抗蝕性差；
[0005]激光焊焊接方式:高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及合金，焊接性會(huì)受激光所改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種航天純氧過濾器，該過濾器表面質(zhì)量及抗氧化性非常高，濾芯自身的使用強(qiáng)度大。本發(fā)明還提供了該種航天純氧過濾器的焊接方法，該方法能保證焊芯的質(zhì)量穩(wěn)定性、封閉性及提高焊芯的高溫抗蝕性。
[0007]本發(fā)明使用的技術(shù)方案如下:航天純氧過濾器，包括上殼體1、下殼體4、濾芯2和密封墊3，濾芯2為全焊接結(jié)構(gòu)，其包括濾芯骨架21和濾芯過濾層22，濾芯過濾層22采用錫青銅燒結(jié)網(wǎng)，濾芯骨架21包括骨架筒身和設(shè)置在其兩端的工藝臺(tái)階211，錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架筒身上并且兩邊緊貼骨架的工藝臺(tái)階211的內(nèi)側(cè)面；密封墊3為紫銅。
[0008]本發(fā)明所述航天純氧過濾器的上、下殼體、濾芯骨架的材質(zhì)均選用錫青銅或鎳銅
么么
I=1-Wl O
[0009]錫青銅燒結(jié)網(wǎng)是通過疊層壓制與真空燒結(jié)的多層金屬紡織絲網(wǎng)。
[0010]由于純氧遇見火花易產(chǎn)生爆炸的特性，純氧過濾器的上、下殼體、濾芯骨架的材質(zhì)均選用錫青銅或鎳銅合金，濾芯過濾網(wǎng)選用錫青銅燒結(jié)網(wǎng)。錫青銅具有較高的力學(xué)性能、減磨性能和耐腐蝕性，易切削加工，釬焊和熔焊性能好，收縮系數(shù)小，無磁性，沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花。密封墊材質(zhì)選用紫銅。從而保證了純氧的安全可靠輸送。
[0011]過濾器濾芯采用電子束全焊接結(jié)構(gòu)。錫青銅燒結(jié)網(wǎng)是將多層金屬編織絲網(wǎng)，通過疊層壓制與真空燒結(jié)等工藝制造而成，具有較高機(jī)械強(qiáng)度和非常好的整體剛性結(jié)構(gòu)。各層絲網(wǎng)的網(wǎng)孔相互交錯(cuò)、形成一種均一而理想的過濾結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Σ牧系目紫洞笮?、滲透性能和強(qiáng)度特性進(jìn)行合理的匹配與設(shè)計(jì)，從而使其具有優(yōu)良的過濾精度、過濾阻抗、機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性和被加工性，使過濾效果顯得容易控制。由于其過濾機(jī)制為表層過濾，而且網(wǎng)孔孔道光滑，故其具有優(yōu)異的反洗再生性能，可以反復(fù)長(zhǎng)期使用，尤其適合于連續(xù)化與自動(dòng)化的操作過程。
[0012]濾芯骨架由錫青銅棒或鎳銅合金加工制作，骨架兩端在與錫青銅燒結(jié)網(wǎng)兩端的焊接連接處設(shè)置有工藝臺(tái)階；在焊接時(shí)將錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架上，其兩端帖合骨架兩端的工藝臺(tái)階的內(nèi)側(cè)面；采用電子束焊接方法進(jìn)行錫青銅燒結(jié)網(wǎng)與骨架的軸向合縫焊接及兩端圓周焊接。
[0013]骨架兩端在與錫青銅燒結(jié)網(wǎng)兩端的焊接連接處設(shè)置有工藝臺(tái)階，保證了過濾器濾芯的全焊接結(jié)構(gòu)及濾芯自身的使用強(qiáng)度；因電子束焊是在真空狀態(tài)下進(jìn)行，焊縫的表面質(zhì)量及抗氧化性非常高，極大的提高了濾芯的焊接性能及使用性能，增強(qiáng)了焊接強(qiáng)度，延長(zhǎng)了使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明航天純氧過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2為圖1所示過濾器的濾芯結(jié)構(gòu)圖
[0016]圖3為圖1所示過濾器的濾芯工藝臺(tái)階結(jié)構(gòu)圖
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
[0018]本發(fā)明航天純氧過濾器包括上殼體、過濾器下殼體、濾芯、密封墊四部分，如圖1，該過濾器的設(shè)計(jì)加工、裝配和材料選用均滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，上、下殼體連接密封性好，滿足雙向密封，結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性能良好。
[0019]純氧過濾器的上、下殼體、濾芯骨架零部件的材質(zhì)均選用錫青銅或鎳銅合金，如圖2所示過濾器濾芯采用電子束全焊接結(jié)構(gòu)，其包括濾芯骨架21和濾芯過濾層22，濾芯過濾層22采用錫青銅燒結(jié)網(wǎng)，濾芯骨架21包括骨架筒身和設(shè)置在其兩端的工藝臺(tái)階211，錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架筒身上并且兩邊緊貼骨架的工藝臺(tái)階211的內(nèi)側(cè)面；密封墊3的材質(zhì)為紫銅。錫青銅燒結(jié)網(wǎng)是將多層金屬編織絲網(wǎng)，通過疊層壓制與真空燒結(jié)等工藝制造而成，具有較高機(jī)械強(qiáng)度和非常好的整體剛性結(jié)構(gòu)。
[0020]濾芯骨架由錫青銅棒或鎳銅合金加工制作，為實(shí)現(xiàn)過濾器濾芯的全焊接結(jié)構(gòu)及濾芯自身的使用強(qiáng)度，如圖3所示，骨架兩端在與錫青銅燒結(jié)網(wǎng)兩端焊接連接處設(shè)置有工藝臺(tái)階。在焊接時(shí)先將錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架上，采用電子焊實(shí)現(xiàn)錫青銅燒結(jié)網(wǎng)的軸向合逢焊接，使錫青銅燒結(jié)網(wǎng)與骨架緊密貼合。之后進(jìn)行骨架兩端的工藝臺(tái)階與錫青銅燒結(jié)網(wǎng)兩端的圓周焊接。因電子束焊是在真空狀態(tài)下進(jìn)行，焊縫的表面質(zhì)量及抗氧化性非常高，極大的提高了濾芯的焊接性能及使用性能，增強(qiáng)了焊接強(qiáng)度，延長(zhǎng)了使用壽命。
[0021]本發(fā)明提供焊接方法如下:
[0022]步驟一:分別對(duì)濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)及與之相配套的工裝夾具進(jìn)行加工；
[0023]步驟二:清洗去除濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)和焊接工裝夾具表面的油污，防止在焊接過程中產(chǎn)生氣泡；用干凈的丙酮溶液清洗工件和工裝夾具，然后晾干或烘干，要求晾干或烘干后無油污痕跡；
[0024]步驟三:先將錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架上，其兩端與骨架兩端的工藝臺(tái)階的內(nèi)側(cè)面貼合，再將濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)用焊接工裝夾具組裝好；組裝時(shí)，濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)的對(duì)接縫要求位于焊接夾具預(yù)留縫隙的中間，且對(duì)接縫順直，夾具預(yù)留縫隙的寬度最大不超過3_，濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)要與焊接夾具貼緊并固定好；
[0025]步驟四:將組裝好的濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裝夾到焊接腔室；組裝好的焊接夾具要固定在焊接腔室內(nèi)，防止在焊接時(shí)位置發(fā)生移動(dòng)；
[0026]步驟五:焊接組裝好的濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)；
[0027](I)關(guān)好焊接室門并抽真空:焊接室真空度達(dá)到設(shè)定的高真空時(shí)準(zhǔn)備就緒燈亮，設(shè)備準(zhǔn)備就緒；
[0028](2)調(diào)整焊接參數(shù):參數(shù)包括聚焦、偏壓、燈絲、高壓、束流、焊接時(shí)間、直線或旋轉(zhuǎn)速度等；
[0029]高壓的選擇范圍為:(T60kV ；
[0030]燈絲的選擇范圍為:(T20mA ；
[0031]偏壓的選擇范圍為:(Tl800V ；
[0032]聚焦分為表面聚焦、上聚焦和下聚焦，上聚焦焊接時(shí)電子束較柔，表面成型好，穿透能力差；下聚焦焊接時(shí)穿透能力強(qiáng)，表面成型差；
[0033](3)焊接:按下下束按鈕和旋轉(zhuǎn)手柄，下束焊接。
[0034](4)要求焊接后表面光滑、焊縫均勻、無漏焊現(xiàn)象。
[0035]步驟六:清洗去除焊接氧化色。
[0036]步驟七:做濾芯結(jié)構(gòu)完整性試驗(yàn)。
[0037]實(shí)施例1:
[0038]步驟一:分別對(duì)濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)及與之相配套的工裝夾具進(jìn)行加工；
[0039]步驟二:清洗去除濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)和焊接工裝夾具表面的油污，防止在焊接過程中產(chǎn)生氣泡；用干凈的丙酮溶液清洗工件和工裝夾具，然后晾干或烘干，要求晾干或烘干后無油污痕跡；
[0040]步驟三:先將錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架上，其兩端與骨架兩端的工藝臺(tái)階的內(nèi)側(cè)面貼合，再將濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)用焊接工裝夾具組裝好；組裝時(shí)，所要濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)的對(duì)接縫要求位于焊接夾具預(yù)留縫隙的中間，且對(duì)接縫順直，夾具預(yù)留縫隙的寬度最大不超過3_，濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)要與焊接夾具貼緊并固定好；
[0041]步驟四:將組裝好的濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裝夾到焊接腔室；組裝好的焊接夾具要固定在焊接腔室內(nèi)，防止在焊接時(shí)位置發(fā)生移動(dòng)；
[0042]步驟五:焊接組裝好的濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)；
[0043](I)關(guān)好焊接室門并抽真空:焊接室真空度達(dá)到設(shè)定的高真空時(shí)準(zhǔn)備就緒燈亮，設(shè)備準(zhǔn)備就緒；
[0044](2)調(diào)整焊接參數(shù):參數(shù)包括聚焦、偏壓、燈絲、高壓、束流、焊接時(shí)間、直線或旋轉(zhuǎn)速度等；
[0045]高壓的選擇范圍為:40kV，
[0046]燈絲的選擇范圍為:19mA，
[0047]偏壓的選擇范圍為:800V，
[0048](3)焊接:按下下束按鈕和旋轉(zhuǎn)手柄，下束焊接。
[0049](4)要求焊接后表面光滑、焊縫均勻、無漏焊現(xiàn)象。[0050]步驟六:清洗去除焊接氧化色。
[0051]步驟七:做濾芯結(jié)構(gòu)完整性試驗(yàn)。
[0052]實(shí)施例2
[0053]其它步驟同實(shí)施例1，電子束焊接參數(shù)分別為:
[0054]高壓的選擇范圍為:50kV，
[0055]燈絲的選擇范圍為:19.5mA，
[0056]偏壓的選擇范圍為:1200V，
[0057]實(shí)施例3
[0058]其它步驟同實(shí)施例1，電子束焊接參數(shù)分別為:
[0059]高壓的選擇范圍為:60kV，
[0060]燈絲的選擇范圍為:20mA，
[0061]偏壓的選擇范圍為:1800V，
[0062]下表是本發(fā)明過濾器濾芯完整性試驗(yàn)報(bào)告，過濾器工作系統(tǒng)要求濾芯冒泡點(diǎn)大于600 Pa。
[0063]
【權(quán)利要求】
1.航天純氧過濾器，包括上殼體(I)、下殼體(4)、濾芯(2)和密封墊(3)，所述濾芯包括濾芯骨架(21)和濾芯過濾層(22):其特征在于:所述的濾芯(2)為全焊接結(jié)構(gòu)，濾芯骨架(21)由骨架筒身和設(shè)置在其兩端的工藝臺(tái)階(211)組成，濾芯過濾層(22)采用錫青銅燒結(jié)網(wǎng)，錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架筒身上并且兩邊緊貼骨架的工藝臺(tái)階(211)的內(nèi)側(cè)面；密封墊(3)為紫銅。
2.如權(quán)利要求1所述的航天純氧過濾器，其特征在于:所述的上殼體(I)、下殼體(4)、濾芯骨架(21)的材質(zhì)選用錫青銅或鎳銅合金。
3.如權(quán)利要求1或2所述的航天純氧過濾器，其特征在于:所述的錫青銅燒結(jié)網(wǎng)是通過疊層壓制與真空燒結(jié)的多層金屬紡織絲網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的航天純氧過濾器的焊接方法，包括如下步驟: 步驟一:采用錫青銅棒加工制作濾芯骨架，在濾芯骨架兩端設(shè)置工藝臺(tái)階； 步驟二:將錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在骨架筒身上并且兩邊緊貼骨架的工藝臺(tái)階； 步驟三:采用電子束焊接方法進(jìn)行錫青銅燒結(jié)網(wǎng)與骨架的軸向合縫焊接及兩端圓周焊接。
5.如權(quán)利要求3所述的航天純氧過濾器的焊接方法，包括如下步驟: 步驟一:分別對(duì)濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)及與之相配套的工裝夾具進(jìn)行加工； 步驟二:用干凈的丙酮溶液清洗去除濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)和焊接工裝夾具表面的油污，然后晾干或烘干； 步驟三:將錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裹在濾芯骨架上，將濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)用焊接工裝夾具組裝好；組裝時(shí)，所要焊接工件的對(duì)接縫要求位于焊接夾具預(yù)留縫隙的中間，且對(duì)接縫順直，夾具預(yù)留縫隙的寬度最大不超過3_，濾芯骨架、錫青銅燒結(jié)網(wǎng)要與焊接夾具貼緊并固定好； 步驟四:將組裝好的濾芯骨架和錫青銅燒結(jié)網(wǎng)裝夾到焊接腔室； 步驟五:焊接組裝好的工件； (1)關(guān)好焊接室門并抽真空: (2)調(diào)整焊接參數(shù): 高壓的選擇范圍為:(T60kV; 燈絲的選擇范圍為:(T20mA，； 偏壓的選擇范圍為:(Tl800V ； (3)焊接:按下下束按鈕和旋轉(zhuǎn)手柄，下束焊接； 步驟六:清洗去除焊接氧化色。
【文檔編號(hào)】B23K15/06GK103566656SQ201210280795
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】崔增菊, 茍?jiān)葡? 李新彥, 陳關(guān)興, 駱金剛 申請(qǐng)人:新鄉(xiāng)市天誠航空凈化設(shè)備有限公司