[发明专利]一种含内部埋藏缺陷结构的扩散焊制造方法

说明书

本发明属于特殊结构的制造加工技术领域，涉及一种含内部埋藏缺陷结构的扩散焊制造方法，包括以下步骤：步骤1.根据含缺陷构件的结构特征分解为上下两部分，采用机械加工的方法在各自表面加工得到相应尺寸的缺陷；步骤2.将上下两部分装配后放入真空扩散焊炉中，加热到相应焊接温度后，施加一定压力并保温，实现扩散焊连接。通过特定结构的扩散焊工艺，可获得高质量的内部含缺陷结构，不仅接头区域微观组织与母材相近，且接头强度与母材处于相当水平，可较好模拟实际服役条件下的含缺陷内部结构。

技术领域

本发明属于特殊结构的制造加工技术领域，涉及一种含内部埋藏缺陷结构的扩散焊制造方法。

背景技术

在航空航天，化工，核能等领域的大型工程结构，由于原材料、加工制造以及服役过程等因素的影响，其结构内部不可避免会存在不同类型的缺陷，如夹杂，焊接缺陷，裂纹，气孔等。例如，广泛应用于石油化工，冶金，电力，燃气轮机，机械，核工业等行业中的压力容器及管道，经过一段时间服役，经常会检测到裂纹，孔洞等缺陷的存在，从而对结构的安全使用产生影响，继续服役可能导致事故的发生。但如果过高的估计了缺陷的危害，将导致设备提前退役更不必要的停机修理，耗费大量时间并造成较大经济损失。因此，对含缺陷构件的结构完整性评估是需要重点研究的课题之一。

结构完整性评估方法是伴随着疲劳，蠕变等问题的出现以及断裂力学的发展而逐渐形成发展的，兼顾安全可靠性和经济性，是一种“合于适用”的评定方法，针对结构存在的缺陷状态进行分析，判断缺陷是否可接受。不同行业内已发表了各自的结构完整性评估方法，例如美国机械学会锅炉压力容器规范第11卷中采用的缺陷评定方法、美国电力研究院发表的“含缺陷核压力容器和管道完整性评定步骤”研究报告、美国石油协会发布的API571-1/ASME,FFS-1，英国标准学会出版发行的“焊接结构中缺陷评定方法指南”、英国中央电力局发表的“含缺陷结构的完整性评定”等。

但是，目前针对含缺陷结构完整性评估大多数通过模拟计算和实验结果相结合的办法来完成。对于表面缺陷，可通过实验(如CTOD实验，NotchBar实验等)来研究其在疲劳或蠕变过程中的裂纹萌生及扩展行为，从而对构件的服役寿命做出预测。但是对于埋藏缺陷，由于很难在构件内部人工制造出相应的埋藏缺陷(裂纹，孔洞或其他形状的缺陷)，目前的相关研究还停留在理论计算和有限元模拟阶段，不能通过实验来验证其合理性。通过铸造的方法可获得某些特定的内部结构，但是不可避免会产生工艺孔等结构，即使采用焊接方法封堵，也会因为组织差异导致应力集中，从而与实际含缺陷构件的服役情况不相符。如何开发一种与实际服役条件相符，工艺简单，且成本较低的含埋藏缺陷结构是本领域一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中存在的不足，提出一种含内部埋藏缺陷结构的焊接制造方法，获得的接头区域微观组织和母材基体接近，且强度和母材相当。

本发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种含内部埋藏缺陷结构的扩散焊制造方法，包括以下步骤：

步骤1.根据含缺陷构件的结构特征分解为上下两部分，在各自表面加工得到相应尺寸的缺陷；

步骤2.将上下两部分装配后放入真空扩散焊炉中，加热到相应焊接温度后，施加一定压力并保温，实现扩散焊连接。

优选的，所述步骤2在焊接前还包括以下步骤.：对待连接的表面进行预处理，包括表面清洗，酸洗，碱洗后吹干。

优选的，所述步骤2在焊接后还包括以下步骤：取出焊接后的整体构件，经机械加工得到最终尺寸和形状。

优选的，经扩散焊接获得完好接头后，通过机械加工方式得到拉伸、持久、蠕变等力学性能试样，从而测试得到对应含内部埋藏缺陷结构的性能数据。

优选的，所述步骤2的焊接采用先将上下两部分端面抽真空封焊，后经热等静压气体扩散焊接实现连接的工艺。