[发明专利]换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法

说明书

本发明属于精密加工技术领域，公开了换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，将工件分解为几部分，先在外环上线切加工成型扇形槽，再在扇形槽上铣加工出钎焊用对接斜接头和限位沉台，以定位镶块并增大钎焊面积，从而提高焊接强度；然后单独加工出镶块、上盖板和下盖板。按相应的装配步骤，采用钎焊处理将镶块与扇形槽对接斜接头焊接到一起，以减少大深度熔焊的变形量；采用氩弧焊工艺将上盖板、下盖板和镶块凸台焊接到扇形槽的限位沉台处。与此同时，局部采用氩弧焊熔焊焊接可确保扇形槽与上、下盖板之间的焊接强度。不但能使工件达到焊接强度要求，并且在焊接过程中由于为整体缓慢加热故而工件热变形小，有效避免工件产生扭曲变形的情况。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，涉及换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法。

背景技术

换热蜂窝结构件外环由06Cr19Ni10锻件材料制成，该零件是换热蜂窝结构件的法兰装置，其实际为固定换热蜂窝组件及蜂窝组件内循环冷却水的进出水机构，产品要求水道及水腔内面光滑，不允许有多余物，如图1所示。

而目前的传统的工艺方法成型方法均或多或少的存在一些问题，具体如下：a)机械加工成型：五轴加工中心设备可以实现斜孔加工，大型五轴电火花设备可实现方形水道加工，但扇形槽无法通过机械加工方法实现。b)铸造成型：精铸铸钢件可以成型扇形槽和方形水道，但流量孔无法铸造成型，且水腔及水道内部沙粒等多余物不易清理，铸造件内部易出现缩孔、夹杂，非常影响产品质量，所以外环采用铸钢件风险极大。c)3D打印成型：3D打印可以成型扇形槽，和方形水道，流量孔打印完成后采用五轴设备扩孔及研磨可以保证精度要求，但3D打印外环成本极高周期很长，且目前国内超过2米的3D打印设备极少，所以外环制造采用3D打印技术也极为不妥。

发明内容

本发明在于提供换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，用于实现换热蜂窝结构件外环进出水流道的焊接成型，保证产品的质量要求。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

换热蜂窝结构件外环进出水流道焊接成型方法，包括以下步骤：

(1)将毛料线切割为环形，然后在环形毛料上加工出若干个基准孔；自所述环形毛料的内环起线切割出扇形槽、自所述环形毛料的外环起镗削出出水孔；并在所述扇形槽上精铣出钎焊用的对接斜接头，在所述扇形槽的上、下端分别精铣出钎焊用的沉台；

(2)将镶块的内、外两端面铣加工为圆弧面，两侧面铣加工为扇形面，并在两侧的所述扇形面的上部均铣加工出台阶、以及在所述扇形面上铣加工出若干个条形槽；然后沿纵向方向在所述镶块上线切割出方槽，并沿横向方向在所述镶块上铣加工出方形流道、电火花加工出斜进水孔，所述方形流道和斜进水孔均与所述方槽相通；其中，所述斜进水孔位于所述方形流道的下方；

(3)线切割加工出与所述扇形槽匹配的上盖板；再通过线切割加工出与所述扇形槽匹配的下盖板，然后在所述下盖板与所述镶块上的斜进水孔的装配处精铣出斜槽；

(4)在所述镶块的扇形侧面和台阶上预置钎料，然后将所述镶块装配在所述扇形槽上的对接斜接头位置处、将上盖板和下盖板分别装配在所述扇形槽上、下端的沉台位置处；对装配好的工件进行高温真空钎焊；

(5)对高温真空钎焊后的组件进行氩弧焊焊接，最终焊接成型换热蜂窝结构件外环进出水流道。

所述的高温真空钎焊处理为，

打开炉门，将装配好的工件置于真空钎焊炉有效均温区，随即关好炉门；

冷态抽真空，使炉内真空度达到1×10-2Pa，工作真空度为3～10Pa；

以60℃/h的速率加热到450℃，保温60min；再以50℃/h的速率加热到950℃，保温360min；以100℃/h的速率加热到1000℃～1060℃温度范围内进行钎焊并保温60min；