[实用新型]一种双向胀形的异形喷管扩散焊接用工装

说明书

技术领域

 本实用新型涉及特种焊接，即一种双向胀形的异形喷管扩散焊接用工装。

技术背景

扩散焊是指在一定温度与压力下，被连接表面相互接触，使界面局部发生微观塑性变形，或通过被连接表面产生微观液相而扩大被连接表面的物理接触，然后界面原子间经过一定时间的相互扩散，形成整体可靠连接的过程，是在固态下实现材料连接的焊接方法，属于压焊的一种。扩散焊的目的在于使两件独立的零件通过扩散焊接形成一个整体，在工件不变形的情况下增加零件强度。此种焊接模式是在高真空、高温、高压条件下完成，可分为三个阶段：

第一阶段为物理接触阶段，高温下微观不平表面，在外加压力作用下，通过屈服和蠕变使一些点首先达到塑性变形，在持续压力作用下，接触面积逐渐扩大，最终达到整个面的可靠接触。

第二阶段是接触界面原子间的相互扩散，形成牢固的结合层，这一阶段，由于晶界处原子持续扩散而使许多空隙消失。

第三阶段是在施压时，接触部分形成的结合层，逐渐向体积方向发展，形成可靠地连接接头。

此过程主要通过扩散焊接工装来实现。此工装设计既要适用产品内型结构限制，又要确保工装装配简单及加工难度小；使用过程中还必须有足够的强度，使连接表面充分接触，形成整体可靠连接。而中间喉部部分直径小，两端直径大的特种喷管就给工装的设计和扩散焊接过程增加了难度。

发明内容

为了解决中间部分直径小，两端直径大的特种喷管所有连接表面完全焊接，本实用新型提供一种双向胀形的异形喷管扩散焊接用工装。

这种双向胀形的异形喷管扩散焊接用工装，包括上胀瓣、下胀瓣、上胀芯、下胀芯、上压块、下压块、上限位块和下限位块，其特征在于，上、下胀瓣均为分瓣结构，将上、下胀瓣分段位置定在喉部直径最小处，确保胀瓣装配方便，同时将上、下胀瓣各分为两段，方便内锥面加工，上胀瓣其中一段设计为正反两个锥度，其中靠近下胀瓣的一段锥度与下胀瓣锥度方向一致；胀形方向设计为双向，所以胀芯设计为上、下胀芯，上胀芯小端设计有环形凹台，是为了保证零件双向胀形量之和小于上、下胀芯小端面之间的距离，设h1为上端胀行量，h2为下端胀行量，h3为双向胀行量，h1+h2＜h3，确保所需焊接零件胀形量足够，下胀芯长度超过喉部最小尺寸，便于在扩散焊接过程中增大喉部最小位置接触面压力，以保证焊接效果，胀芯与压块之间用螺钉连接，使零件装配和施压时更加稳定。

本实用新型结构简单合理，可靠性好，可提高零件加工效率，减小零件的装配难度；同时能提高零件扩散焊接效果，使接头质量更加稳定，更好的控制工艺参数，获得较大的经济效益。

附图说明：

图1-1是待焊接零件的主视剖面图

图1-2是待加工零件A-A剖面图

图1-3是待加工零件局部（I）放大图

图2是胀瓣的分瓣图

图3是本实用新型整体装配前定位图

图4是本实用新型装配图

图5是胀芯扩散焊接前相对位置与上、下胀瓣分段局部示意图

图6是胀芯扩散焊接完成后相对位置示意图

图中：1：下压块，2：下限位块，3：下胀瓣一，4：下胀瓣二，5：下胀芯， 6：上胀瓣一，7：上胀瓣二，8：上胀芯，9：上限位块，10：上限位块，  11：零件，12：等高垫块（3件），13、内壁，14、外壁，15、空腔，16、筋条，17、胀瓣分段位置。

具体实施方式：

下面结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1-1、1-2、1-3所示为待焊接零件实例，零件分内壁13与外壁14，内壁13上有空腔15和筋条16，筋条16与外壁14的接触面为扩散焊接部分；长度L＞450，最小直径D1＜110，而最小直径处离任意端面距离L1、L2均大于200，此类型结构零件若单向施压，这样胀芯过长，直径小，加工时尺寸难以控制，而且无法承受零件焊接过程所需压力，会导致零件需连接表面受力不均匀，无法达到零件的设计要求。

根据零件特性设计了下胀芯5、上胀芯8双向胀形胀芯，用于解决加工难、受力不均匀及装配难问题。

如图2所示，是胀瓣的分瓣图，一般为了装配方便，将胀瓣分为9瓣，其中一瓣分割成直段，设为第①瓣。

如图3所示，先将下压块1与下胀芯5用螺钉锁紧，放置在平板上，放上等高垫块12，等高垫块12高度等于h2，有利于在装配胀瓣时确定胀瓣与零件相对位置，再依次放上下限位块2、下胀瓣一3、下胀瓣二4，然后根据胀瓣外型套上零件。