[发明专利]一种铝蜂窝板钎焊用夹具及钎焊工艺

权利要求书

1.一种铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：它包括上夹板、下夹板和配重块；所述下夹板包括下夹板本体，所述下夹板本体的边沿均匀固连有定位柱和连接柱，所述定位柱的数量至少与铝蜂窝板的边数相等，所述连接柱设置在下夹板本体的拐角处，各定位柱的内侧面对称连接有弹性夹头；所述上夹板包括上夹板本体，所述上夹板本体上均匀设置有若干与配重块间隙配合的配重块安置孔，所述配重块对称安置，所述上夹板本体的边沿对称固连有至少与铝蜂窝板的边数相等的上夹板定位片，且上夹板定位片中远离上夹板本体的一端滑动套装在定位柱的上端，所述上夹板本体的四角滑动套装在连接柱上，且连接柱的顶部固连有锁紧件，所述连接柱中位于上夹板本体上端和下端的两段外侧分别套装有压缩弹簧A和压缩弹簧B。

2.根据权利要求1所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述配重块安置孔的直径为20-50mm，任意相邻两配重块安置孔的中心距为配重块安置孔直径的1-3倍，所述配重块安置孔的数目为100-800个/㎡。

3.根据权利要求1或2所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述弹性夹头包括水平连接杆A、水平连接杆B和定位夹头，所述水平连接杆A的一端与定位柱的内侧面固连、另一端开设有盲孔，所述水平连接杆B的一端与盲孔滑动配合、另一端与定位夹头固连，所述水平连接杆A和水平连接杆B的外侧共同套装有压缩弹簧C。

4.根据权利要求3所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述下夹板本体的边沿开设有传感器安装孔，所述连接柱的高度为铝蜂窝板厚度的2.5-5倍。

5.根据权利要求4所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述上夹板定位片、连接柱、定位柱、水平连接杆A、水平连接杆B和定位夹头采用06Cr25Ni20奥氏体铬镍不锈钢材料制成，所述压缩弹簧A、压缩弹簧B和压缩弹簧C采用inconel718合金材料制成。

6.根据权利要求5所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述配重块、上夹板本体和下夹板本体均为水泥石棉材料制成，所述配重块的密度大于或等于1.8g/cm³，且上夹板本体和下夹板本体的厚度相等，所述上夹板本体和下夹板本体的厚度为10-100mm，且上夹板本体的面积比铝蜂窝板中上盖板的面积大至少10％。

7.根据权利要求6所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述上夹板定位片通过螺栓组件与上夹板本体固连，所述上夹板本体上开设有与连接柱间隙配合的通孔，所述下夹板本体上开设有与定位柱和连接柱间隙配合的通孔，所述定位柱和连接柱上位于下夹板本体的上端面和下端面处分别螺纹连接有紧固螺母，所述锁紧件为紧固螺母，所述上夹板定位片中远离上夹板本体的一端开设有与定位柱间隙配合的通孔。

8.根据权利要求7所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述下夹板本体中与上夹板本体在竖直方向投影重合的部分为X型镂空结构，所述下夹板本体中与上夹板本体在竖直方向投影不重合的部分沿周向设置有多个三角形框架，所述三角形框架上设置有减重孔，所述减重孔和任一镂空区域的面积小于或等于0.01㎡，所述定位柱和连接柱相间设置在三角形框架的顶角和底角处。

9.一种采用权利要求1所述铝蜂窝板钎焊用夹具的铝蜂窝板的钎焊工艺，其特征是：它包括如下步骤：

S1：将拉伸好的蜂窝芯进行脱胶处理；

S2：对铝蜂窝板的上盖板、下盖板和蜂窝芯进行碱洗和酸洗处理；

S3：在铝蜂窝板中上盖板和下盖板的复合钎料一侧喷涂钎剂；

S4：根据待焊铝蜂窝板尺寸选用适合规格的弹性夹头；

S5：将铝蜂窝板的上盖板、下盖板和蜂窝芯组装好后装在下夹板本体上并通过弹性夹头夹紧，然后将上夹板与下夹板进行装配，并锁紧连接柱上的锁紧件；

S6：根据待焊铝蜂窝板的尺寸选用适合重量和数量的配重块安置于配重块安置孔中；

S7：将夹具放入连续式钎焊炉的传送带上进行钎焊；

S8：出厂前检验。

10.根据权利要求9所述的铝蜂窝板的钎焊工艺，其特征是：它包括如下步骤：

S1：

制备铝蜂窝板的蜂窝芯：取芯高14mm、孔格边长5mm、箔厚0.1mm的直孔正六边形3003-H19蜂窝芯叠层板，使用蜂窝芯拉伸机将蜂窝芯叠层板拉伸展开，展开后剪取边长为1m的正方形蜂窝芯备用；

制备铝蜂窝板的上盖板和下盖板：取厚度为1mm的3003铝板使用剪板机裁成边长为1m的正方形板材备用；所述3003铝板的表面通过热轧工艺复合有一层4343铝合金，复合包覆率为10％；

蜂窝芯脱胶处理：将拉伸好的蜂窝芯放入隧道式加热炉进行预脱胶处理，炉内温度250℃，运行10min；

S2：

碱洗处理：将上盖板、下盖板以及脱胶处理后的蜂窝芯使用温度为60-70℃、浓度为2.5％的Na2CO₃溶液进行碱洗处理，蜂窝芯碱洗20S，上下盖板碱洗30S，碱洗后使用去离子水冲洗干净；

酸洗处理：将碱洗处理后的蜂窝芯、上盖板和下盖板使用浓度为5％的HNO₃溶液在室温下进行酸洗10S，取出用去离子水冲洗后，在隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S3：

钎剂喷涂：将NOCOLOK钎剂粉末与水混合，配成钎料粉悬浊液，利用高压气体喷枪将钎料粉悬浊液喷涂在上盖板和下盖板中4343铝合金一侧，钎料粉悬浊液的施用量为5g/㎡，喷涂完成后放入隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S4：

将干燥完成的蜂窝芯与上盖板和下盖板中喷涂钎剂的一侧装配固定，然后选用对应尺寸的夹具；

S5：

轻压四个方向上的弹性夹头，使铝蜂窝板胚料装入下夹板，松开四个弹性夹头，四个弹性夹头夹紧铝蜂窝板胚料，然后将上夹板本体的四角套装在连接柱上，将上夹板定位片远离上夹板本体的一端套装在定位柱的上端，然后将压缩弹簧A套装在连接柱上并拧紧锁紧件；

S6：

安置配重块：对称地安置73个质量为50g的配重块于配重块安置孔中；

S7：

入炉钎焊：将装配有铝蜂窝板胚料的夹具放入连续式气体保护钎焊炉的传送带上进行钎焊，保护气体为氮气，全过程控制露点在-40℃以下，游离的O₂低于100ppm，铝蜂窝板胚料依次经过钎焊炉的预热区、加热均温钎焊区、冷却区后得到焊接好的铝蜂窝板，预热区的预热温度为250℃，预热时长为10min,加热均温钎焊区的钎焊温度为520℃，钎焊时长为10min，冷却区使用风机强制风冷，冷却时长为20min；

S8：

出厂前检验：夹具和铝蜂窝板恢复至室温后，从夹具中取出铝蜂窝板，对铝蜂窝板进行超声波无损探伤，显示接头结合良好，未焊上区域面积不超过总接头面积的5％视为合格。