[发明专利]一种双层板结构的钎焊和瞬时液态扩散焊分步复合连接方法

说明书

本发明提供了一种双层板结构的钎焊和瞬时液态扩散焊分步复合连接方法，涉及先进连接技术领域。本发明在双层板之间的待连接阵列支柱处涂覆一种比母材熔点低的中间层，在双层板的边界凸台处涂覆一种比母材熔点低且比所述中间层熔点高的钎料；然后将双层板装配好后，放置于真空钎焊炉中逐步升温进行加热，依次使钎料中的粘结剂蒸发、中间层完全熔化、钎料完全熔化；之后将温度降至中间层的固相线温度以上、钎料的固相线温度以下，钎料凝固，双层板内部形成一个封闭空腔；再在真空钎焊炉中通入氩气，利用与双层板内部封闭空腔之间的压差，进行瞬时液相扩散焊；冷却至室温，完成双层板结构的连接。本发明能达到较高接头强度，且对焊接结构适应性强。

技术领域

本发明涉及先进连接技术领域，特别涉及一种双层板结构的钎焊和瞬时液态扩散焊分步复合连接方法。

背景技术

随着航空科学技术的发展，在航空装备中越来越多地采用新材料、新结构，对其焊接技术也提出了更高的要求。为适应高性能航空发动机研制的需要，一方面要求提高材料的工作温度，另一方面要求采用特殊结构实现对热端工作零部件的强化冷却。涡喷发动机加力燃烧室工作温度高，可以达到1800℃或者更高。一般而言，常规耐热合金材料的使用温度的提高是有限的，很难达到发动机热端工作零部件应具备的耐温指标的技术要求，因而必须采用特殊的冷却结构，使常规耐热合金能够适应更高的使用温度。层板结构即是可满足这种需要的高效冷却结构。目前，为了保证加力燃烧室的可靠工作，在加力筒体外壁和燃气之间铺设一层隔热屏，隔热屏为层板结构，以降低主燃气对加力筒体外壁的热传导，从而降低外壁壁温，还可以在隔热屏和外壁之间通入冷却空气，使加力筒体外壁的壁温进一步降低。

为了使层板结构能够在航空发动机热端零部件上被可靠的应用，必须解决耐温合金材料有效连接的技术难题。目前，层板结构通常是由数层金属板经扩散焊或钎焊连接而成的，而传统的钎焊接头强度较低；扩散焊，如瞬时液态扩散焊的焊接结构适应性差，对端面平整度及粗糙度要求较高。因此，十分有必要开发一种能达到较高接头强度，同时焊接结构适应性强的连接技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双层板结构的钎焊和瞬时液态扩散焊分步复合连接方法。本发明提供的方法能够获得具有高强度焊接接头的双层板结构，并克服了传统瞬时液态扩散焊对焊接结构件端面粗糙度要求高，焊接结构适应性差的缺点。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种双层板结构的钎焊和瞬时液态扩散焊分步复合连接方法，包括以下步骤：

(1)在双层板之间的待连接阵列支柱处涂覆一种比母材熔点低的中间层，在双层板的边界凸台处涂覆一种比母材熔点低且比所述中间层熔点高的钎料；

(2)将双层板装配好后，放置于真空钎焊炉中逐步升温进行加热；所述加热包括依次进行的第一加热阶段、第二加热阶段和第三加热阶段；

所述第一加热阶段使钎料中的粘结剂蒸发；

所述第二加热阶段使中间层完全熔化；

所述第三加热阶段使钎料完全熔化；

(3)加热完成后，将温度降至中间层的固相线温度以上、钎料的固相线温度以下，钎料凝固，双层板内部形成一个封闭空腔；

(4)在真空钎焊炉中通入氩气，利用与所述双层板内部形成的封闭空腔之间的压差，在步骤(3)的温度下进行瞬时液相扩散焊；冷却至室温，完成双层板结构的连接。

优选地，所述中间层的熔点比母材低300～350℃。

优选地，所述钎料的熔点比中间层高50℃以上。

优选地，所述第一加热阶段的温度为850～950℃，保温时间为20～30min。

优选地，所述第二加热阶段的温度为中间层熔点以上50℃，保温时间为10～30min。