[发明专利]一种腔体结构件对开扩散焊接头及焊接方法

权利要求书

1.一种腔体结构件对开扩散焊接头，其特征在于：空腔结构件的立筋及空腔结构件实体边缘具有锥度，即空腔结构件的空腔侧面具有锥度，空腔底面窄、开口处宽。

2.根据权利要求1所述的一种腔体结构件对开扩散焊接头，其特征在于：所述立筋的锥度即立筋侧面与垂直面的角度为β；所述空腔结构件实体边缘的锥度即实体侧面与垂直面的角度为α，立筋宽度为1.0mm～2.5mm，扩散焊接头锥角1.5°≤β≤5°；实体边缘宽度为2.5mm～8.0mm，扩散焊接头锥角5°≤α≤15°。

3.权利要求1-2任一项所述的一种腔体结构件对开扩散焊接头的对开扩散焊接方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：待焊件制备；

制备待焊件，加工后检查结构完整性，待焊接面边缘应无缺肉、圆角或倒角特征；

步骤二：待焊件预处理

步骤三：止焊剂涂覆；

在扩散焊夹具与待焊件接触的面上喷涂氮化硼止焊剂，并放置晾干；将扩散焊夹具与待焊件装配后放入真空扩散焊炉中；

步骤四：加压扩散焊接；

对于TC4合金对开结构件，抽真空至炉内真空压力小于0.01pa，设定焊接压力为0MPa～0.3MPa，以5℃/min～15℃/min的升温速度升温至500℃～600℃并保温30min～90min；以5℃/min～15℃/min的升温速度升温至800℃～850℃并保温30min～60min；以5℃/min～10℃/min的升温速度升温至920℃～950℃，提高焊接压力至0.5MPa～1.5MPa并保温90min～120min；提高焊接压力至3MPa～5MPa并保温60min～90min；将焊接压力降为0MPa，完成扩散焊接，冷却到50℃以下出炉；

对于GH4169合金对开结构件，抽真空使炉内真空压力小于0.01pa，设定焊接压力为0MPa～0.3MPa，以5℃/min～15℃/min的升温速度升温至500℃～600℃并保温30min～90min；以5℃/min～15℃/min的升温速度升温至800℃～850℃并保温30min～60min；以5℃/min～10℃/min升温速度升温至920℃～960℃，保温30min～60min；以5℃/min～10℃/min升温速度升温至1020℃～1060℃，调整焊接压力至4.0MPa～6.0MPa，保温90min～120min后，提高焊接压力至10MPa～15MPa并保温60min～90min；将焊接压力降为0MPa，完成扩散焊接，随炉冷却至1000℃时，充入0.2pa高纯氩气，采用风机进行快速冷却至200℃以下出炉；

步骤五：焊后检查。

4.根据权利要求3所述的一种腔体结构件对开扩散焊接头的对开扩散焊接方法，其特征在于：所述步骤一中，待焊件为钛合金时，待焊面粗糙度Ra≤0.8μm，待焊件为高温合金时，待焊面粗糙度Ra≤0.4μm；当待焊件的待焊面为平面时，外形面和待焊面的平面度均≤0.03mm，外形面和待焊面间的平行度≤0.05mm；当待焊件的待焊面为曲面时，外形面平面度≤0.03mm，待焊曲面轮廓度≤0.03mm。

5.根据权利要求3所述的一种腔体结构件对开扩散焊接头的对开扩散焊接方法，其特征在于：所述步骤一中，待焊件预留的扩散焊压缩量为Δ＝0.4mm～1.0mm。

6.根据权利要求3所述的一种腔体结构件对开扩散焊接头的对开扩散焊接方法，其特征在于：所述步骤二的预处理方法为，采用酸洗对待焊面进行预处理，去除表面残留的氧化物、异质颗粒附着；用去离子水超声波清洗待焊件；清洗后，检查待焊面表面无水渍、划伤或划痕。

7.根据权利要求3所述的一种腔体结构件对开扩散焊接头的对开扩散焊接方法，其特征在于：所述步骤五中扩散焊后，检测零件焊后高度，测量压缩量；采用线切割制备对扩散焊接头剖切试样，并金相显微镜进行观察。