[发明专利]一种用于铝合金真空系统中的法兰结构及其制造方法

说明书

本发明属于真空设备技术领域，特别涉及一种用于铝合金真空系统中的法兰结构及其制造方法。一种用于铝合金真空系统中的法兰结构，包括所述法兰结构由法兰部和铝合金‑不锈钢过渡管部组成，所述铝合金‑不锈钢过渡管部包括铝合金段和不锈钢段，所述铝合金段与不锈钢段的内外径均相等，铝合金段与不锈钢段之间通过过渡层复合连接，所述过渡层形成一界面，所述界面为冶金结合界面，且垂直于铝合金‑不锈钢过渡管部的轴心，所述铝合金‑不锈钢过渡管部的不锈钢段与法兰部连结。该法兰结构主要解决了现有铝合金真空系统中铝合金法兰和不锈钢法兰连接结构密封性不高的问题。本发明安装简单、结合强度高、抗腐蚀、密封性好等特点。

技术领域

本发明属于真空设备技术领域，特别涉及一种用于铝合金真空系统中的法兰结构及其制造方法。

背景技术

在铝合金真空系统中，真空腔等部件为铝合金制备，由于铝材质容易发生氧化反应，因此整个真空系统中依然存在不锈钢结构及设备，例如真空管路及真空阀门等，因此需要通过法兰将铝合金结构与不锈钢结构连接起来。然而由于铝合金硬度比不锈钢低，采用直接拧合的方法容易导致铝合金法兰和不锈钢连接的密封性并不高，影响铝合金真空系统的真空度。同时，由于铝和钢的物理性能及力学性能相差较大以及铝在加热条件下表面容易形成发生氧化反应等因素，很难通过熔焊或钎焊等方式实现两者间的连接。生产上多采用铆接和压接等方式，常常存在维修频繁以及接口腐蚀等缺点。

为了保证真空系统的真空度，通常在两个端面分别设有法兰盘，再通过一组螺栓进行紧固连接，但是这种方式由于连接结构体积及质量较大，在特定环境及空间条件下难以使用，同时由于密封性不好容易导致铝合金真空系统的真空度变差。

2011年12月7日公开的实用新型专利申请CN101749503B中公开了一种端部为法兰连接的双金属复合法兰管件及其加工制造方法，该复合法兰主要是为了解决现有技术中如何实现复合管的密封连接而提供了一种复合法兰，该复合法兰通过将复合管内部的衬管伸出外管一部分，伸出部分与法兰端部密封面内的环形凹槽内的耐蚀合金垫环铜材料焊接连接，外管与法兰盘同材料焊接连接提供一种法兰结构。所述法兰结构虽然能够解决了复合管的密封连接问题，但是结构及加工工艺复杂，同时不同材料的外管3与内衬管4之间的连接仍然需要使用与两种材料均具有良好焊接性能的焊料，因此通用性仍然不强。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种用于铝合金真空系统中的法兰结构及其制造方法，其目的是为了解决现有铝合金真空系统中铝合金法兰和不锈钢法兰连接结构密封性不高的问题。本发明安装简单、结合强度高、抗腐蚀、密封性好等特点。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种用于铝合金真空系统中的法兰结构，所述法兰结构由法兰部和铝合金-不锈钢过渡管部组成，所述铝合金-不锈钢过渡管部包括铝合金段和不锈钢段，所述铝合金段与不锈钢段的内外径均相等，铝合金段与不锈钢段通过冶金结合连接，结合位置形成一界面，所述界面垂直于铝合金-不锈钢过渡管部的轴心，所述铝合金-不锈钢过渡管部的不锈钢段与法兰部连结。

更进一步地，在所述铝合金段和不锈钢段之间还设有过渡层，所述过渡层可以是纯铝、钛及钛合金、铜及铜合金、镍及镍合金中的一种或多种的层状组合。

更进一步地，所述铝合金-不锈钢过渡管部采用爆炸复合法、真空钎焊法、摩擦焊法、扩散焊法或轧制复合法制备。

更进一步地，所述法兰部为对焊法兰、平焊法兰、插焊法兰、活套法兰、螺纹法兰或者盖板中的一种。

更进一步地，所述铝合金段和不锈钢段的厚度分别为25mm和20mm，所述过渡层的厚度为1mm，所述法兰结构的总厚度为46mm。

更进一步地，所述铝合金段与不锈钢段的外径为30mm，管壁厚为2mm。

本发明还提供了一种如所述的法兰结构的制造方法，所述包括步骤：