一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法技術(shù)

技術(shù)編號：44408411 閱讀：2 留言：0更新日期：2025-02-25 10:21

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，屬于金屬材料及工藝領(lǐng)域；制作裝配及校形夾具；將固定底座水平放置，將薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)水平放置在固定底座的上表面；將蓋板水平放置在薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的上表面；將壓板水平放置在蓋板的上表面；并通過拉緊螺釘將壓板與固定底座固連；對蓋板進行點焊，點焊完成后，拆除壓板；對蓋板進行正式焊接；焊接完成后，采用高壓加高溫進行去應(yīng)力退火處理，成型；本發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)了焊接后焊縫成形平滑良好，內(nèi)部質(zhì)量滿足QJ20645?2016要求，激光焊縫在0.8MPa下保壓60min，在0.8MPa下疲勞1000周次，漏率≤1.0×10<supgt;?10</supgt;Pa·m<supgt;3</supgt;/s，激光焊接接頭強度系數(shù)≥0.9，平面度≤0.2mm。

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【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于金屬材料及工藝領(lǐng)域，涉及一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法。

技術(shù)介紹

1、流道、腔體類主動冷卻結(jié)構(gòu)在工業(yè)電子設(shè)備領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用，如波導、天線、液冷板等。主動冷卻適用于結(jié)構(gòu)承受長時間、更高的熱流密度氣動加熱的情形。主動冷卻結(jié)構(gòu)一般采用雙層夾套薄壁結(jié)構(gòu)，一層為基體，其上并列布置矩形截面的冷卻通道，另一層為蓋板，利用焊接方式將兩層薄板連接構(gòu)成封閉的凸凹腔，冷卻液在連續(xù)的通道內(nèi)持續(xù)流動，通過對流換熱和輻射換熱，達到降低壁溫的作用，使結(jié)構(gòu)本身的溫度保持在較低范圍內(nèi)。主動冷卻結(jié)構(gòu)具有通道截面尺寸小、密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點。該結(jié)構(gòu)要求焊接質(zhì)量高、焊后通道內(nèi)腔尺寸精度高、焊接成功率高，這導致焊接的難度極大。目前常用的焊接方法有tig焊、真空釬焊、高能束焊接等。tig焊接由于熱輸入量大，焊接變形大，接頭軟化現(xiàn)象嚴重，焊接質(zhì)量無法保證。常規(guī)的真空釬焊受到裝配質(zhì)量、大面積擴散、釬料的鋪展和無法補焊等因素限制無法滿足焊接要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，實現(xiàn)了焊接后焊縫成形平滑良好，內(nèi)部質(zhì)量滿足qj20645-2016要求，激光焊縫在0.8mpa下保壓60min，在0.8mpa下疲勞1000周次，漏率≤1.0×10-10pa·m3/s，激光焊接接頭強度系數(shù)≥0.9，平面度≤0.2mm。

2、本專利技術(shù)解決技術(shù)的方案是：

3、一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，包括：

4、制作裝配及校形夾具，包括壓板和固定底座；

5、將固定底座水平放置，將薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)水平放置在固定底座的上表面；

6、將蓋板放置在薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)中；

7、將壓板水平放置在蓋板和薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的上表面；并通過拉緊螺釘將壓板與固定底座固連，實現(xiàn)對薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)和蓋板的壓緊；

8、對蓋板進行點焊，點焊完成后，拆除壓板；

9、對蓋板進行正式焊接；

10、焊接完成后，采用高壓加高溫進行去應(yīng)力退火處理，成型。

11、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，所述壓板和固定底座均為方形板狀結(jié)構(gòu)；壓板的上表面設(shè)置有方形通孔；方形通孔為后續(xù)點焊焊接位置。

12、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，所述壓板和固定底座均為銅材料；蓋板為鈦合金材料。

13、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，所述薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)為方形板狀結(jié)構(gòu)；薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的上表面設(shè)置有流道狀凹槽；流道狀凹槽為臺階凹槽結(jié)構(gòu)。

14、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，所述蓋板為流道板狀結(jié)構(gòu)；蓋板的形狀與流道狀凹槽的形狀對應(yīng)；蓋板蓋在流道狀凹槽中，實現(xiàn)蓋板的上表面與薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的上表面共面；蓋板的下表面與流道狀凹槽剩余空間圍成流道。

15、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，壓緊后，固定底座上表面與薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)下平面的配合間隙不大于0.1mm；蓋板下表面與薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)上平面的配合間隙不大于0.1mm；蓋板與薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)錯邊間隙不大于0.1mm；壓板方形通孔空置出的點焊位置離焊口間距為2-4mm。

16、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，點焊的功率為400-800w，焊接速度為20-80mm/s，離焦量為-5～+5mm，正面保護氣流量為30-40l/min；背面保護氣流量為5-10l/min。

17、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，正式焊接分為兩段焊接，焊接方向相反。

18、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，正式焊接的焊接功率峰值為800w～1000w；焊接功率谷值為100w-200w；頻率為25-50hz；焊接速度為20-80mm/s；離焦量為-5～+5mm；正面保護氣流量為30-40l/min；背面保護氣流量5-10l/min。

19、在上述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，所述應(yīng)力退火處理的參數(shù)為：

20、加壓值為0.5-5mpa，溫度為600-700℃，保溫時間為2-5h。

21、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

22、(1)本專利技術(shù)針對薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)，首次采用激光焊接方式進行焊接，通過焊接工藝研究，解決了薄壁復(fù)雜流道焊接時存在氣孔敏感性高，易塌陷，密封性不好等問題；

23、(2)本專利技術(shù)焊接后焊縫外觀質(zhì)量成形良好，無咬邊、夾雜等缺陷，內(nèi)部質(zhì)量滿足要求qj20645-2016，接頭強度系數(shù)≥0.9，激光焊縫在0.8mpa下保壓60min，在0.8mpa下疲勞1000周次，氦質(zhì)譜檢測漏率≤1.0×10-10pa·m3/s；

24、(3)本專利技術(shù)體結(jié)構(gòu)厚度僅為3mm，蓋板厚度僅為1mm，激光焊縫超過2800mm，且為單面焊接，焊接變形較大，本專利技術(shù)設(shè)計了一種特定的焊接工裝及校形工裝，實現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)的高精度裝配，保證了裝配間隙及錯邊量，結(jié)合高溫加壓退火熱處理，消除了焊接應(yīng)力，降低了焊接變形，焊接后薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的平面度≤0.2mm。

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【技術(shù)保護點】

1.一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：所述壓板(1)和固定底座(2)均為方形板狀結(jié)構(gòu)；壓板(1)的上表面設(shè)置有方形通孔；方形通孔為后續(xù)點焊焊接位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：所述壓板(1)和固定底座(2)均為銅材料；蓋板為鈦合金材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：所述薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)為方形板狀結(jié)構(gòu)；薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的上表面設(shè)置有流道狀凹槽；流道狀凹槽為臺階凹槽結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：所述蓋板為流道板狀結(jié)構(gòu)；蓋板的形狀與流道狀凹槽的形狀對應(yīng)；蓋板蓋在流道狀凹槽中，實現(xiàn)蓋板的上表面與薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)的上表面共面；蓋板的下表面與流道狀凹槽剩余空間圍成流道。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：壓緊后，固定底座(2)上表

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：點焊的功率為400-800W，焊接速度為20-80mm/s，離焦量為-5～+5mm，正面保護氣流量為30-40L/min；背面保護氣流量為5-10L/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：正式焊接分為兩段焊接，焊接方向相反。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：正式焊接的焊接功率峰值為800W～1000W；焊接功率谷值為100W-200W；頻率為25-50Hz；焊接速度為20-80mm/s；離焦量為-5～+5mm；正面保護氣流量為30-40L/min；背面保護氣流量5-10L/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：所述應(yīng)力退火處理的參數(shù)為：

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【技術(shù)特征摘要】

1.一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)高能束焊接方法，其特征在于：壓緊后，固定底座(2)上表面與薄壁復(fù)雜流道液冷結(jié)構(gòu)下...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：溫斯涵，張寧波，周煉剛，駱姝伊，王思倫，杜玥，微石，康黎，李啟軍，石剛，李海剛，姚草根，呂宏軍，杜寶憲，耿瓊，
申請(專利權(quán))人：航天材料及工藝研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：

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