[发明专利]一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法

说明书

本发明涉及一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法，属于焊接技术领域；步骤一、在蜂窝芯的水平周向侧壁处设置骨架；步骤二、在下蒙皮的上表面预置一层中间层后，将下蒙皮贴附在蜂窝芯的底部；在上蒙皮的下表面预置一层中间层后，将上蒙皮贴附在蜂窝芯的顶部；放置在下石墨模具上，并在顶部放置上石墨模具；步骤三、在上石墨模具的顶部预置压块；形成工件；步骤四、将n个石墨夹块均匀设置在工件的侧壁处；实现对工件周向边缘的夹紧；步骤五、对夹持工装进行加热冷却处理，获得扩散钎焊后的蜂窝结构；本发明焊接质量更高，尤其适用于带复杂型面和对力学性能、成形精度要求较高的高温合金类蜂窝结构产品。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法。

背景技术

随着航天航空工业的发展，结构对轻量化和功能性提出了更高的要求。用传统的钎焊方式获得的蜂窝构件存在焊缝强度偏低、钎料易溶蚀等问题，而复杂型面的蜂窝构件焊接更是存在工装施压难，焊后成形精度差等问题。瞬间液相扩散连接，也称为扩散钎焊，在焊接界面接触紧密的条件下，加热到元素共晶温度以上，依靠材料原子间的相互扩散，在接触界面处形成共晶液相，将共晶液相作为填充材料，在压力作用下润湿、铺展于整个接头间隙，并在之后的保温过程中经过液相与固相间的扩散而逐渐凝固，形成冶金结合，从而实现可靠连接的工艺方法，具有焊接温度低、热变形小、接头组织成分接近母材等优点，在航天航空、机械、化工、电力、核工业等行业都有广泛应用。

虽然采用瞬时液相扩散连接可以提高焊缝强度，但对于蜂窝这类弱刚性结构还未有较好的应用，主要原因在于焊接压力的控制。虽然可以通过施加焊接压力的方式提高焊合率，增大焊缝强度，但也导致了构件焊接精度变差，甚至导致蜂窝坍塌，无法做到焊缝强度和成形精度的有效控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法，解决了蜂窝结构直接钎焊强度低、溶蚀程度大等问题，同时解决了扩散钎焊工艺压力控制难，型面精度较差等问题。焊缝强度优于普通钎焊，较传统钎焊工装螺杆夹持方式焊接质量更高，尤其适用于带复杂型面和对力学性能、成形精度要求较高的高温合金类蜂窝结构产品。

本发明解决技术的方案是：

一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法，包括如下步骤：

步骤一、将蜂窝芯的蜂窝孔沿竖直方向放置；在蜂窝芯的水平周向侧壁处设置骨架；

步骤二、准备1块上蒙皮和1块下蒙皮；在下蒙皮的上表面预置一层中间层后，将下蒙皮贴附在蜂窝芯的底部；在上蒙皮的下表面预置一层中间层后，将上蒙皮贴附在蜂窝芯的顶部；将贴附上蒙皮和下蒙皮的蜂窝芯放置在下石墨模具上，并在蜂窝芯的顶部放置上石墨模具；下石墨模具的形状与下蒙皮完全贴合；上石墨模具的形状与上蒙皮完全贴合；

步骤三、在上石墨模具的顶部预置压块，向下压缩蜂窝芯直至上蒙皮距骨架顶部的距离为L1；形成工件；

步骤四、将n个石墨夹块均匀设置在工件的侧壁处；实现对工件周向边缘的夹紧；n为正整数，且8≤n≤12；卸掉压块，形成夹持工装；

步骤五、将夹持工装放于真空炉内抽真空至P1，加热至温度T1后保温t1时长；冷却至温度T2后保温t2时长，随炉冷却至室温后取出，获得扩散钎焊后的蜂窝结构。

在上述的一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法，所述步骤一中，所述骨架为竖直放置的框架结构；骨架沿蜂窝芯的周向贴附设置；骨架的形状与蜂窝芯侧壁形状对应；且蜂窝芯顶部从骨架露出；蜂窝芯的顶部比骨架的顶部高0.01～0.05mm。

在上述的一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法，所述步骤二中，上蒙皮的形状与蜂窝芯和骨架的顶部形状一致；下蒙皮的形状与蜂窝芯和骨架的底部形状一致。

在上述的一种蜂窝结构扩散钎焊连接方法，所述步骤二中，所述中间层的制备方法为：