[发明专利]一种钨铜模块的连接方法

说明书

本发明涉及异种金属之间的连接技术领域，具体涉及一种具有复杂结构的钨铜模块的连接方法；所述相互连接的钨块或铜块至少有一块是具有复杂结构或不规则结构的复杂结构件；主要包括以下步骤：S1、材料选择；S2、材料预处理；S3、材料装模；S4、组合焊接；S5、焊接后处理；本发明中针对钨铜连接成复杂结构件存在工艺复杂、能耗较大的问题，提供一种钨铜复杂件连接成形方法，尤指一种将铜焊接至钨孔，适合托卡马克聚变装置安装要求的钨铜模块的连接方法。

技术领域

本发明涉及异种金属之间的连接技术领域，具体涉及一种具有复杂结构的钨铜模块的连接方法。

背景技术

钨由于高熔点、优良的导热性能、低溅射产额和高自溅射阀值、以及低蒸气压和低的氚滞留性能等优点被广泛的认为是最有希望的核聚变装置面对等离子体材料。钨与热沉材料铜合金或结构材料连接制成面对等离子体部件，可以应用于聚变装置的第一壁和偏滤器位置。钨与铜熔点差异很大，不能直接通过冶金方法形成结合，因而不能通过传统的焊接方法进行连接。中国专利号为ZL201410830058.9，专利名称为一种钨铜模块的制备方法提出一种熔敷和热压相结合的方法将铜连接至钨的表面，也能在钨块中间通孔熔敷过量的铜锭再通过热压方式得到钨铜复合模块，该专利的局限在于熔敷温度高，设备能耗大，产能效率不高；其次，先用铜锭焊接再钻孔得到铜环，对铜原料的消耗较大，对于上规模量产而言，成本居高不下。

发明内容

针对现有技术中异种金属之间连接技术不足，尤指钨铜连接成复杂结构件存在工艺复杂、能耗较大的问题，本发明旨在提供一种钨铜复杂件连接成形方法，尤指一种将铜焊接至钨孔，适合托卡马克聚变装置安装要求的钨铜模块的连接方法。

本发明所采用的技术方案是：一种钨铜模块的连接方法，所述相互连接的钨块或铜块至少有一块是具有复杂结构或不规则结构的复杂结构件。

所述的钨块的中间开设有孔，在孔的内壁连接有铜环。

对钨块或铜块至少有一块是具有复杂结构或不规则结构的复杂结构件的钨铜模块进行连接方法，主要包括以下步骤：

S1、材料选择：选择合适微观组织及力学性能的钨、铜作为连接原材料；

S2、材料预处理：对钨和铜的尺寸及表面进行预处理；

S3、材料装模：将钨、铜装入工装定位模具中；

S4、组合焊接：将工装定位模具连同钨、铜组合件一起放入焊接设备进行焊接；

S5、焊接后处理：焊接完成后，将焊接后的钨铜件进行机械加工和表面精磨处理，达到后续安装使用要求。

所述的钨块中间孔的数量为一个或多个。

所述的钨块中间孔的。

所述的铜环外形与钨孔形状相适配，为圆柱形或方形或异形。

所述的钨块厚度范围为5～30mm，外形各方向尺寸应保证有0.1～0.3mm的余量，各侧面表面粗糙度应为0.8～3.2μm。

所述的铜环的高度比成品要求尺寸高1～5mm，保证后续有足够的加工余量。

所述的铜环外径与钨块孔之间的间隙量为0.05～0.2mm，铜环两个端面应比钨块高出2～5mm。

所述步骤S3中，首先将钨块装入外侧限位工装中，再将铜环装入钨块的孔中，最后将内侧限位工装装入铜环内，得到限位工装与钨铜的组合件。

将外侧限位工装、内侧限位工装与钨铜组合件放入焊接设备焊接过程中需对组合件中铜环施加轴向压力，在工装约束作用下铜环产生径向膨胀对钨孔施加压力完成焊接。

本发明所采用的技术方案与现有技术相比具有如下的有益效果：