[发明专利]用超高等静压静温环境焊接的方法

权利要求书

1.一种用超高等静压静温环境焊接的方法，其特征在于：采用一种超高等静压静温环境生成装置，所述装置包括：压杆(1)、底座(2)、绝缘套(3)、换热包层(4)、液态金属(5)、待加工材料(6)、绝缘隔层(7)、静压腔(8)、电源正极(9)、电源负极(10)、液压加压装置(11)和密封块(12)；底座(2)为圆柱状在最下方，绝缘隔层(7)在底座(2)上方隔绝底座与静压腔(8)；静压腔(8)内表层为绝缘套(3)，外表层为换热包层(4)；静压腔(8)内部填充满液态金属(5)，待加工材料(6)在液态金属(5)内部被液态金属包围；静压腔(8)上表面中心圆孔由密封块(12)封闭堵塞，同时压杆(1)推动密封块(12)沿静压腔(8)开口内部下移；压杆(1)的移动由液压加压装置(11)控制，绝缘隔层(7)在压杆(1)和液压加压装置(11)之间隔绝电流；电源正极(9)连接在压杆(1)上，电源负极(10)连接在静压腔(8)上；

所述方法包括以下步骤：

步骤1:对将要焊接的待加工材料(6)预处理，使待加工材料(6)需要结合的面，即需要连接的异种金属材料连接面，紧贴接在一起，使结合面在液态金属(5)中不会分离或被浸入，如果是粉末材料热压，则放入预处理成型的粉末金属材料；

步骤2:将预处理后的待加工材料(6)和熔化的液态金属(5)注入静压腔(8)；

步骤3:安装好密封块(12)，压杆(1)在液压加压装置(11)的作用下加压向下压缩密封块(12)，当密封块(12)接触到液态金属(5)时停止；

步骤4:将电源正极(9)和电源负极(10)接通电源，此时液态金属(5)会自身发热，并不通过其他介质导热；

步骤5:在加热时，密封块(12)会膨胀产生自密封，静压腔(8)被密封；

步骤6:压杆(1)上方的液压加压装置(11)再次加载力并保持恒定，压杆(1)达到恒定压强并通过密封块(12)作用于液态金属(5)，由于被密封的液态金属(5)中压强大小不变的传递，待加工材料(6)四周将同时受到液态金属(5)的压力；换热包层(4)通冷却液对静压腔(8)外壁进行冷却，保证静压腔(8)外壁温度不会过高而失去强度，具体大小通过控制加热和冷却功率平衡来控制；

步骤7:通过对静压腔(8)内部液态金属(5)的温度检测，控制静压腔(8)内部液态金属(5)的温度维持在待加工材料(6)连接加工需要的温度范围，温度维持在300-2000摄氏度范围；

步骤8:维持超高等静压静温环境生成装置静压腔内部液态金属压强和温度一定时间，所所述一定时间为1-10小时，然后冷却到略高于液态金属熔点的温度后，抽走液态金属，取出加工材料。

2.根据权利要求1所述的用超高等静压静温环境焊接的方法，其特征在于：所述压杆(1)的底部有密封顶块，密封顶块采用弧形设计。

3.根据权利要求1所述的用超高等静压静温环境焊接的方法，其特征在于：所述液态金属(5)采用高沸点>2000度的液态金属，在密闭容器内的金属液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递，通过对密闭容器内的液态金属局部加压至100-4000MPa范围和液态金属内部通电加热至300-2000摄氏度范围形成等静压静温环境，处理待加工材料。

4.根据权利要求1或3所述的用超高等静压静温环境焊接的方法，其特征在于：所述液态金属(5)为高温下化学性质稳定的金属锡或镓。

5.根据权利要求1所述的用超高等静压静温环境焊接的方法，其特征在于：所述步骤6中，恒定压强大于等于100MPa，小于等于4000MPa，4000MPa是考虑到工业条件下容器耐压限制，实验条件下还可以更高。

6.根据权利要求1所述的用超高等静压静温环境焊接的方法，其特征在于：所述步骤1中，预处理采用焊接处理，金属粉末使用普通热压处理或3D打印成型。