[发明专利]焊接波纹管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及波纹管的制造技术，尤其涉及一种波纹管的焊接方法。 

背景技术

国外在焊接波纹管的生产和应用方面已有较长的历史,早在十九世纪末就出现了焊接结构的波纹管,焊接波纹管是金属波纹管的主要品种之一,它具有一些液压成形波纹管所不能比拟的优点。近二十年来,焊接波纹管引起人们的重视,在仪器仪表电子工业和空间技术等方面已经得到了应用。焊接波纹管的制造方法与液压成形不同,它是采用精巧的焊接技术,把预先冲制的环状膜片沿其内外边缘交替焊接而制成。尽管这种工艺比较精细复杂,费用高。但是,由于材料加工变形小,尺寸精度容易控制,因此,制得的焊接波纹管具有灵敏度高、线性好、滞后小、位移大、弹性性能和有效面积偏差小等优点。此外,这种工艺方法还有可以加工塑性较差而弹性很好的材料,为研制耐高温、耐腐蚀、高强度等特殊材料的波纹管开辟了途径。焊接波纹管产品的尺寸范围一般外径为32－850毫米(内径为10－760毫米),也有外径小于10毫米的微型焊接波纹管。材料厚度一般为0.03-0.6.0毫米。焊接波纹管的长度通常不大于外径的1.5倍。采用的材料是多种多样的。主要有不锈钢、蒙乃尔合金、镍、镍基恒弹性合金、赫斯特洛合金等等。随着科学技术的发展和焊接工艺水平的不断提高,焊接波纹管在航空和宇航等空间领域和电子工业及其他工业得到了广泛的应用。 

传统焊接波纹管的工艺流程如下：冲制膜片-除油-焊接-机械稳定-酸洗-烘干-检测。焊接波纹管工艺的关键在于膜片的冲制、焊接和检测等工序。由于膜片的质量直接影响以后的焊接质量,所以,要求冲制为膜片具有较高的几何尺寸精度,无毛刺,表面光洁。冲制0.1毫米厚度以下的膜片时,对模具的精度要求很高,一般是采用无间隙冲模。焊接方法通常有电阻焊、氩弧焊和等离子焊等几种。检验是保证焊接波纹管质量的重要措施,元件的用途和技术要求不同,检验的项口也不同作为测量元件时,要求检测刚度、特性、有效面积。作真空密封或用于其他无特性要求的场合时,就要求检测泄漏、耐压或疲劳寿命等。对于特殊应用的场合还要经过耐高温、耐腐蚀及耐辐照等试验。 

焊接波纹管制造工艺的核心是焊接工艺,目前,除采用等离子焊接外,有些单位还开展电子束焊接和激光焊接等方面的研究;但所有这些焊接技术生产效率低，焊接波纹管的成本很高。为了解决大批量生产的问题,研制专用的高效率焊接技术已成了十分重要的课题。为了实现焊接生产的高质量、低成本、高效率的重要途径，本发明采用压力扩散焊接的技术进行焊 接波纹管的制备。 

压力扩散焊接技术是一种广泛应用的各种材料焊接技术，它是指相互接触的表面，在高温强压的作用下，被连接表面相互靠近，局部发生塑性变形，经一定时间后，结合层原子间相互扩散而形成整体可靠连接的过程。扩散焊接过程大致可以分为物理接触阶段、化学作用阶段和体积作用阶段。第一个阶段为物理接触阶段，被连接表面在压力和温度作用下，总有一些点首先达到塑性变形，在持续压力的作用下，接触界面逐渐扩大最终达到整个面的可靠接触。第二阶段为化学作用阶段，此时被激活的接触界面的原子相互扩散，产生原子健，形成牢固的结合层。第三阶段为体积作用阶段，在接触部分形成的结合层逐渐向体积方向发展，形成可靠的表面连接。这三个过程并非是相互分离独自完成的，而是相互交叠进行的，整个作用的结果便是在连接处由于扩散和再结晶等过程形成稳定的固态结合，它可以生成固溶体及共晶体，有时生成金属间化合物，形成可靠的连接。扩散焊接参数的选择对焊接界面的质量具有重要的影响。扩散焊接的参数主要有：温度、压力、时间、气体介质、表面状态和中间层的选择等。其中的压力是一个非常重要的参数，它是实现所需物理接触的必要条件。现在一般的压力扩散焊接技术的压力是外部加压，如果采用一般的压力扩散焊接技术制造焊接波纹管，将会影响波纹管的制造效率，从而提高波纹管的成本。为了解决这一问题，本发明利用不同金属的热膨胀系数不同的特点，采用模具对波纹管施加压力，这样高温炉就可以一次焊接多个波纹管或连续焊接波纹管。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

鉴于上述技术问题，本发明提供了焊接波纹管的制备方法，以提升焊接波纹管的生产效率，降低制造成本。 

（二）技术方案