[发明专利]一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法

说明书

本发明公开了一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法，其中，该钛合金真空扩散焊喷管包括：第一集合器组件、第二集合器组件和扩散焊组件；其中，所述扩散焊组件的小端与所述第一集合器组件焊接；所述扩散焊组件的大端与所述第二集合器组件焊接。本发明加强了扩散焊的强度。

技术领域

本发明属于航空航天、民用和燃烧技术领域，尤其涉及一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法。

背景技术

喷管装置广泛应用于航空航天、民用和燃烧技术领域。现有的喷管装置多采用不锈钢或者高温合金材料、这种材料密度较大，当喷管结构较大时，同时会大幅增加产品重量，增加了操作难度，并且与航空航天领域中尽量减轻产品重量的要求相悖。

在扩散焊方面，目前通常采用的工艺是填加焊料加温焊接以保证焊接工艺性，这种焊接工艺使得焊接强度不足，容易出现局部未融合的情况，从而需要反复补焊，进而影响焊缝质量。从而使得喷管存在焊缝可靠性不够，焊缝出现渗漏和内壁出现变形等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法，加强了扩散焊的强度。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种钛合金真空扩散焊喷管，包括：第一集合器组件、第二集合器组件和扩散焊组件；其中，所述扩散焊组件的小端与所述第一集合器组件焊接；所述扩散焊组件的大端与所述第二集合器组件焊接。

上述钛合金真空扩散焊喷管中，所述扩散焊组件包括喷管内壁和喷管外壁；其中，所述喷管内壁的外表面设置的肋条与所述喷管外壁的内表面扩散焊接；相邻肋条之间形成铣槽通道。

上述钛合金真空扩散焊喷管中，所述第一集合器组件包括第一集合器和第一部分工艺集合器；其中，所述第一部分工艺集合器的一端与所述第一集合器焊接；所述第一部分工艺集合器的另一端与所述喷管外壁的小端焊接，所述第一部分工艺集合器内部的环形通道与所述喷管外壁的小端开设的孔相连通；所述第一部分工艺集合器内部的环形通道与第一集合器的多个径向孔相连通。

上述钛合金真空扩散焊喷管中，所述第二集合器组件包括第二集合器和第二部分工艺集合器；其中，第二部分工艺集合器的一端与第二集合器焊接；第二部分工艺集合器的另一端与所述喷管外壁的大端焊接，第二部分工艺集合器内部的环形通道与所述喷管外壁的大端开设的孔相连通；第二部分工艺集合器内部的环形通道与第二集合器的多个径向孔相连通。

上述钛合金真空扩散焊喷管中，所述第一集合器内部的环形通道和所述第二集合器内部的环形通道的直径相等，均满足以下公式：

其中，D为第一集合器内部的环形通道或第二集合器内部的环形通道的直径，q为介质流量，n为第一集合器的法兰数量或第二集合器的法兰数量，ρ为介质密度。

一种钛合金真空扩散焊喷管设计方法，包括：步骤S100：将第一工艺集合器与喷管外壁的小端焊接，第一工艺集合器内部的环形通道与喷管外壁的小端开设的孔相连通；将第二工艺集合器与喷管外壁的大端焊接，第二工艺集合器内部的环形通道与喷管外壁的大端开设的孔相连通；喷管外壁的大端与喷管内壁的大端焊接封堵，喷管外壁的小端与喷管内壁的小端焊接封堵；步骤S200：通过第一工艺集合器和第二工艺集合器抽真空，使得喷管外壁与喷管内壁之间的铣槽通道处于真空状态；将喷管内壁的外表面设置的肋条与喷管外壁的内表面扩散焊接形成扩散焊组件；步骤S400：沿喷管外壁的母线方向，沿径向均截掉第一工艺集合器内部的环形通道的/和第二工艺集合器内部的环形通道的/得到第一部分工艺集合器和第二部分工艺集合器；步骤S500：将第一部分工艺集合器的一端与第一集合器焊接；将第二部分工艺集合器的一端与第二集合器焊接；得到钛合金真空扩散焊喷管。

上述钛合金真空扩散焊喷管设计方法中，在步骤S200和步骤S400之间还包括：步骤S300：通过第一工艺集合器和第二工艺集合器对扩散焊组件进行液气压试验，使得扩散焊组件焊接合格。