本發(fā)明涉及一種擴(kuò)散焊接方法，特別是一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法。

背景技術(shù)：

柱塞液壓泵/馬達(dá)是通過液壓油液實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的精密元件，在能量轉(zhuǎn)化過程中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，會產(chǎn)生油液壓力的變化，為了降低油液壓力變化帶來的不利影響，特設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)因其具有油液壓力變化緩沖作用，故稱其為球形緩沖瓶。球形緩沖瓶因其結(jié)構(gòu)的特殊性不能通過機(jī)械加工一次成型，需要輔以焊接方法來實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，目前通常是采用電子束焊接來進(jìn)行焊接，但是現(xiàn)有的電子束焊接其焊接質(zhì)量不穩(wěn)定且效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法。它具有改善焊接質(zhì)量以及提高焊接效率的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法，包括以下步驟：

a、制作部件：制作球瓶焊接部件和工裝部件；

所述步驟a中的球瓶焊接部件包括兩個(gè)半球，半球上設(shè)有焊接加載圓環(huán)凸臺；

所述步驟a中的工裝部件為套筒工裝，套筒工裝端部設(shè)有與焊接加載圓環(huán)凸臺相對應(yīng)的焊接加載圓環(huán)凹槽；

b、焊前預(yù)處理：對球瓶焊接部件的焊面進(jìn)行焊前處理，再對處理完成后的球瓶焊接部件與工裝部件進(jìn)行裝配，形成球瓶組合件；

c、裝爐：將球瓶組合件放入真空擴(kuò)散焊機(jī)的焊接爐膛內(nèi)，并堆垛整齊；

d、擴(kuò)散焊接；

e、降溫、取件：

f、精加工：對焊接完成后的球瓶毛坯進(jìn)行外形尺寸加工，得到球瓶成品。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述步驟d中的擴(kuò)散焊接包括以下步驟：

(1)、將真空擴(kuò)散焊機(jī)焊接爐膛內(nèi)的真空度控制在1.0×10^-3～1.0×10^-4Pa的范圍內(nèi)；

(2)、在35～40分鐘的時(shí)間內(nèi)，將焊接爐膛內(nèi)的溫度從室溫均勻上升到800～840℃；同時(shí)，在焊接爐膛內(nèi)的溫度達(dá)到380～420℃后，控制焊接爐膛內(nèi)的上壓板對球瓶組合件進(jìn)行加載作業(yè)，壓力值保持在0.4～0.6Kgf/mm²，時(shí)間為8～12分鐘；

(3)、在溫度均勻上升到800～840℃的過程中，調(diào)整焊接壓力使其達(dá)到1.1～1.3Kgf/mm²；

(4)、在焊接爐膛內(nèi)的溫度為800～840℃、焊接壓力為1.1～1.3Kgf/mm²的條件下，對球瓶組合件進(jìn)行焊接，焊接時(shí)間保持在80～100分鐘。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述步驟e中的降溫、取件包括以下步驟：

1)、填充高純氮?dú)馐购附訝t膛內(nèi)的溫度下降；

2)、當(dāng)焊接爐膛內(nèi)的溫度降到140～160℃時(shí)，卸去上壓板對球

瓶組合件的載荷，并提升上壓板；

3)、當(dāng)溫度下降到50～70℃，開啟降壓閥；

4)、打開焊接爐膛的爐門，取出焊接好的球瓶毛坯。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述半球的基體材料為40CrNiMoA。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述套筒工裝的基體材料為BG801。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述步驟b中的對球瓶焊接部件的焊面進(jìn)行焊前處理包括汽油除油和酸洗除銹。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述步驟b中球瓶組合件的裝配步驟為，先將一半球放入套筒工裝，再將另一半球與放置好的半球進(jìn)行對接，再用另外的一套筒工裝扣在后放的半球上，即完成球瓶組合件的裝配。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述步驟c中的焊接爐膛內(nèi)設(shè)有多層球瓶組合件，上下相鄰的球瓶組合件之間設(shè)有石墨紙。

前述的一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法中，所述套筒工裝和半球之間的非焊接接觸部位也設(shè)有石墨紙。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在球瓶焊接部件上設(shè)置焊接加載圓環(huán)凸臺，且焊接加載圓環(huán)面與焊接環(huán)面大小外形一樣且同軸，以便于球瓶焊接部件的加載和焊接，并將球瓶焊接部件與具有焊接加載圓環(huán)凹槽的套筒工裝進(jìn)行裝配，這樣就方便了真空擴(kuò)散焊機(jī)將力作用在焊接加載圓環(huán)凸臺上，從而實(shí)現(xiàn)焊接環(huán)面之間的焊接擠壓，使得兩個(gè)焊接環(huán)面能夠緊密的貼合，而且兩個(gè)待焊接的球瓶焊接部件不會發(fā)生移動，保證焊接的質(zhì)量；同時(shí)，焊接組合件之間能夠上下堆垛碼放，使得焊接爐膛內(nèi)一次能夠放置多個(gè)焊接組合件，從而使得真空擴(kuò)散焊機(jī)能夠一次焊接多個(gè)球瓶，提高了焊接效率；另外，上下相鄰的球瓶組合件之間設(shè)置石墨紙，防止焊接咬合。本發(fā)明通過控制具體的擴(kuò)散焊接的焊接參數(shù)和焊接步驟，使得最終得到的球瓶成品具有良好的焊接質(zhì)量，且穩(wěn)定可靠。通過將球瓶焊接部件進(jìn)行焊前處理，使得球瓶焊接部件焊接面保持整潔，利于焊接材料與焊接面的材料進(jìn)行融合，提高焊接質(zhì)量。綜上所述，本發(fā)明具有改善焊接質(zhì)量以及提高焊接效率的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的球瓶組合件焊接示意圖；

圖2是A半球的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是B半球的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明球瓶成品的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

實(shí)施例1。一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法，構(gòu)成如圖1至圖4所示，包括以下步驟：

a、制作部件：制作球瓶焊接部件和工裝部件；

b、焊前預(yù)處理：對球瓶焊接部件的焊面進(jìn)行焊前處理，再對處理完成后的球瓶焊接部件與工裝部件進(jìn)行裝配，形成球瓶組合件；

c、裝爐：將球瓶組合件放入真空擴(kuò)散焊機(jī)的焊接爐膛內(nèi)，并堆垛整齊；

d、擴(kuò)散焊接：包括以下步驟：

(1)、將真空擴(kuò)散焊機(jī)焊接爐膛內(nèi)的真空度控制在1.0×10^-3～1.0×10^-4Pa的范圍內(nèi)；

(2)、在35～40分鐘的時(shí)間內(nèi)，將焊接爐膛內(nèi)的溫度從室溫均勻上升到800～840℃；同時(shí)，在焊接爐膛內(nèi)的溫度達(dá)到380～420℃后，控制真空擴(kuò)散焊機(jī)的焊接爐膛內(nèi)上壓板對球瓶組合件進(jìn)行加載作業(yè)，壓力值保持在0.4～0.6Kgf/mm²，時(shí)間為8～12分鐘；

(3)、在溫度均勻上升到800～840℃的過程中，調(diào)整焊接壓力使其達(dá)到1.1～1.3Kgf/mm²；

(4)、在焊接爐膛內(nèi)的溫度為800～840℃、焊接壓力為1.1～1.3Kgf/mm²的條件下，對球瓶組合件進(jìn)行焊接，焊接時(shí)間保持在80～100分鐘。

e、降溫、取件：包括以下步驟：

1)、填充高純氮?dú)馐购附訝t膛內(nèi)的溫度下降；

2)、當(dāng)焊接爐膛內(nèi)的溫度降到140～160℃時(shí)，卸去上壓板對球瓶組合件的載荷，并提升上壓板；

3)、當(dāng)溫度下降到50～70℃，開啟降壓閥；

4)、打開焊接爐膛的爐門，取出焊接好的球瓶毛坯；

f、精加工：對球瓶毛坯進(jìn)行外形尺寸加工，得到球瓶成品。

所述步驟a中的球瓶焊接部件包括兩個(gè)半球，半球上設(shè)有焊接加載圓環(huán)凸臺。所述半球的基體材料為40CrNiMoA。

所述步驟a中的工裝部件為套筒工裝，套筒工裝端部設(shè)有與焊接加載圓環(huán)凸臺相對應(yīng)的焊接加載圓環(huán)凹槽。所述套筒工裝的基體材料為BG801。

所述步驟b中的對球瓶焊接部件的焊面進(jìn)行焊前處理包括汽油除油和酸洗除銹。所述步驟b中球瓶組合件的裝配步驟為，先將一半球放入套筒工裝，再將另一半球與放置好的半球進(jìn)行對接，再用另外的一套筒工裝扣在后放的半球上，即完成球瓶組合件的裝配。所述步驟c中的焊接爐膛內(nèi)設(shè)有多層球瓶組合件，上下相鄰的球瓶組合件之間設(shè)有石墨紙(除兩個(gè)半球焊接的部位，其它非焊接接觸部位用石墨紙隔開)，防止焊接咬合。所述套筒工裝和半球之間的非焊接接觸部位也設(shè)有石墨紙。

實(shí)施例2。一種球瓶結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散焊接方法，構(gòu)成如圖1至圖3所示，包括以下步驟：

a、制作部件：制作球瓶焊接部件和工裝部件；

b、焊前預(yù)處理：對球瓶焊接部件的焊面進(jìn)行焊前處理，再對處理完成后的球瓶焊接部件與工裝部件進(jìn)行裝配，形成球瓶組合件；

c、裝爐：將球瓶組合件放入真空擴(kuò)散焊機(jī)的焊接爐膛內(nèi)，并堆垛整齊；

d、擴(kuò)散焊接：包括以下步驟：

(1)、將真空擴(kuò)散焊機(jī)焊接爐膛內(nèi)的真空度控制在1.0×10^-3～1.0×10^-4Pa的范圍內(nèi)；

(2)、在35～40分鐘的時(shí)間內(nèi)，將焊接爐膛內(nèi)的溫度從室溫均勻上升到820℃；同時(shí)，在焊接爐膛內(nèi)的溫度達(dá)到400℃后，控制真空擴(kuò)散焊機(jī)的焊接爐膛內(nèi)上壓板對球瓶組合件進(jìn)行加載作業(yè)，壓力值保持在0.5Kgf/mm²，時(shí)間為10分鐘；

(3)、在溫度均勻上升到820℃的過程中，調(diào)整焊接壓力使其達(dá)到1.2Kgf/mm²；

(4)、在焊接爐膛內(nèi)的溫度為820℃、焊接壓力為1.2Kgf/mm²的條件下，對球瓶組合件進(jìn)行焊接，焊接時(shí)間保持在90分鐘。

e、降溫、取件：包括以下步驟：

1)、填充高純氮?dú)馐购附訝t膛內(nèi)的溫度下降；

2)、當(dāng)焊接爐膛內(nèi)的溫度降到150℃時(shí)，卸去上壓板對球瓶組合件的載荷，并提升上壓板；

3)、當(dāng)溫度下降到60℃，開啟降壓閥；

4)、打開焊接爐膛的爐門，取出焊接好的球瓶毛坯；

f、精加工：對球瓶毛坯進(jìn)行外形尺寸加工，得到球瓶成品。

所述步驟a中的球瓶焊接部件包括兩個(gè)半球，半球上設(shè)有焊接加載圓環(huán)凸臺。

所述半球的基體材料為40CrNiMoA。

所述步驟a中的工裝部件為套筒工裝，套筒工裝端部設(shè)有與焊接加載圓環(huán)凸臺相對應(yīng)的焊接加載圓環(huán)凹槽。

所述套筒工裝的基體材料為BG801。

所述步驟b中的對球瓶焊接部件的焊面進(jìn)行焊前處理包括汽油除油和酸洗除銹。

所述步驟b中球瓶組合件的裝配步驟為，先將一半球放入套筒工裝，再將另一半球與放置好的半球進(jìn)行對接，再用另外的一套筒工裝扣在后放的半球上，即完成球瓶組合件的裝配。

所述步驟c中的焊接爐膛內(nèi)設(shè)有多層球瓶組合件，上下相鄰的球瓶組合件之間設(shè)有石墨紙(除兩個(gè)半球焊接的部位，其它非焊接接觸部位用石墨紙隔開)，防止焊接咬合。所述套筒工裝和半球之間的非焊接接觸部位也設(shè)有石墨紙。非焊接接觸部位指的是套筒工裝與半球之間的接觸面。

所述的高純氮?dú)庵傅氖堑獨(dú)獾募兌却笥?9.999％。

本發(fā)明的工作原理：根據(jù)圖紙規(guī)格分別制作各個(gè)部件，包括A半球和B半球(基體材料為：40CrNiMoA)，套筒工裝(基體材料為BG801)；將加工好的A、B半球的環(huán)形焊面進(jìn)行焊前處理(汽油除油、酸洗除銹)，再進(jìn)行裝配(即將A半球放入套筒工裝，在將B半球與A半球?qū)?，再用另一套筒工裝扣在B半球上即成)；將裝配好的球瓶組合件放入真空擴(kuò)散焊機(jī)的焊接爐膛內(nèi)，將每個(gè)球瓶組合件堆垛整齊，根據(jù)球瓶尺寸大小的不同，每層擺放2～5個(gè)球瓶組合件，擺放2～3層，如圖1所示，層與層之間相鄰的球瓶組合件用石墨紙隔開；再進(jìn)行擴(kuò)散焊接：當(dāng)設(shè)備真空度在1.0×10^-3～1.0×10^-4Pa，按照以下兩個(gè)階段進(jìn)行爐膛升溫和加壓過程控制：在35～40分鐘內(nèi)使得爐內(nèi)溫度從室溫均勻上升到820℃，同時(shí)真空焊接設(shè)備爐內(nèi)上壓板對組合件的向下壓力在溫度達(dá)到400℃后，保持0.5Kgf/mm²壓力10分鐘；在溫度均勻上升到820℃的過程中，調(diào)整焊接壓力使其達(dá)到1.2Kgf/mm²，焊接在820℃和焊接壓力1.2Kgf/mm²的條件下保持90分鐘；最好降溫、取件：填充高純氮?dú)馐範(fàn)t內(nèi)溫度下降，降溫到150℃左右卸去上壓板載荷并提升上壓板，以便取出焊接好的組合件，當(dāng)溫度下降到60℃左右時(shí)開啟降壓閥，打開爐門取出焊好的球瓶毛坯；按照球瓶結(jié)構(gòu)對焊接好的球瓶試件進(jìn)行外形尺寸加工，從而獲得需要的球瓶成品。

通過在A、B半球上設(shè)置焊接加載圓環(huán)凸臺這個(gè)焊接輔助結(jié)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散焊接焊接面之間的焊接壓力條件，如圖2所示；套筒工裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過設(shè)置焊接加載圓環(huán)凹槽與A、B半球上的焊接加載圓環(huán)凸臺相配合，在焊接過程中就可實(shí)現(xiàn)對半球的整個(gè)焊接加載圓環(huán)凸臺的凸臺面?zhèn)鲗?dǎo)焊接壓力。