一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法

2023-05-01 02:12:26 1

一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，該方法為：一、將金屬緻密管待焊接的一端機加工成縱截面為「工字型」的焊接接頭，然後向機加工面上均勻塗覆焊料，再將焊接接頭插入金屬多孔管待焊接的一端；二、在金屬多孔管外表面與焊接接頭相對應的位置和金屬多孔管與金屬緻密管的接縫處均勻塗覆焊料，然後在金屬多孔管與金屬緻密管的接縫處設置金屬緻密外殼，得到組合件；三、將組合件置於真空爐內，加熱至焊料的熔點使焊料熔融，隨爐冷卻後出爐，得到焊接成品。本發明通過巧妙設計焊接接頭，有效限制了釺焊過程中因焊料流失而產生的虛焊問題，實現了一次性釺焊成型且提高了生產效率。
【專利說明】一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於焊接【技術領域】，具體涉及一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法。
【背景技術】
[0002]金屬多孔管具有優異的耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性、力學性能(延性和衝擊強度)等性能，並且還具有製造工藝簡單、使用壽命長、可再生等特點，此外還有透過性、消音等特殊性能，因此在石油化工、能源、環保、食品、醫藥等領域的過濾、分離、流體分布等功能領域得到廣泛應用。
[0003]為了提高其過濾分離效率，通常需要將其製作成一個組件或管束使用，這就需要可靠的聯接方式。在焊接【技術領域】，真空釺焊是首選的焊接方法，因為在全部釺焊過程中，被釺焊零件處於真空條件下(IO-2Pa?KT3Pa範圍)，能夠排除金屬在釺焊溫度下釋放出來的揮發性氣體和雜質，不會出現氧化、增聯、脫碳及汙染變質等現象，可使基體金屬的性能得到改善，可以得到很光亮的焊接接頭，並且接頭具有較高清潔度和強度。焊接效率高，而且改善了勞動條件，對環境無汙染。並且真空釺焊技術可以應用在帶有狹窄溝槽、極小過渡臺、盲孔的部件和封閉容器、形狀複雜的零部件上，無需考慮由釺焊劑等引起的腐蝕、清洗、破壞等問題，特別適宜於精密產品的釺焊。
[0004]迄今為止，儘管已有較多金屬焊接方面的相關報導，但大多是緻密管和緻密管的對焊或者是緻密管與緻密板的管板式焊接，而有關金屬緻密管與金屬多孔管之間的焊接工藝及理論研究，國內外暫無報導，也未見相關專利記述。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法。本發明工藝簡單、操作步驟簡便且對設備要求不高，通過巧妙設計焊接接頭，有效限制了釺焊過程中因焊料流失而產生的虛焊問題，實現了一次性釺焊成型且提高了生產效率。採用該方法焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟:
[0007]步驟一、將金屬緻密管待焊接的一端機加工成縱截面為「工字型」的焊接接頭，然後向金屬緻密管的機加工面上均勻塗覆焊料形成第一焊料層，再將塗覆有焊料的金屬緻密管的焊接接頭插入金屬多孔管待焊接的一端；所述焊接接頭的上端部與金屬多孔管的內壁緊密配合；
[0008]步驟二、在金屬多孔管外表面與焊接接頭相對應的位置以及金屬多孔管與金屬緻密管的接縫處均勻塗覆焊料形成第二焊料層，然後在金屬多孔管與金屬緻密管的接縫處設置用於緊固金屬多孔管和金屬緻密管焊接部位的金屬緻密外殼，得到組合件；所述金屬緻密外殼的內壁與金屬多孔管的外壁緊密配合；
[0009]步驟三、將步驟二中所述組合件置於真空爐內，加熱至焊料的熔點使焊料熔融，隨爐冷卻後出爐，得到焊接成品。
[0010]上述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟一中所述焊接接頭的下端部的外徑小於上端部的外徑。
[0011]上述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟一中所述金屬緻密管的材質為不鏽鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0012]上述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟一中所述金屬多孔管的材質為不鏽鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0013]上述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟一中所述焊料和步驟二中所述焊料均為銀基焊料或鎳基焊料。
[0014]上述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟二中所述金屬緻密外殼的材質為不鏽鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0015]上述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟二中所述金屬緻密外殼的長度大於焊接接頭的長度。
[0016]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0017]1、本發明工藝簡單、操作步驟簡便且對設備要求不高。與其他焊接方法相比，既不需要電子束焊或者雷射焊所需的精密設備，又有效避免了氬弧焊在焊接時存在的起弧和熱影響區過大而影響多孔金屬管性能的缺點。
[0018]2、本發明通過巧妙設計焊接接頭，有效限制了釺焊過程中因焊料流失而產生的虛焊問題，實現了一次性釺焊成型且提高了生產效率。
[0019]3、採用本發明方法焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度。
[0020]4、本發明的焊接方法適用範圍廣，能推廣適用於各種相同的或不相同的金屬緻密管與金屬多孔管的焊接工藝。
[0021]下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發明機加工出焊接接頭的金屬緻密管的結構示意圖。
[0023]圖2為本發明金屬緻密管、金屬多孔管和金屬緻密外殼組合後的組合件的結構示意圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]I一金屬緻密管；2—金屬多孔管；3—金屬緻密外殼；
[0026]4一焊接接頭； 5—上端部； 6—下端部；
[0027]7—第一焊料層；8—第二焊料層。
【具體實施方式】
[0028]實施例1
[0029]本實施例的金屬緻密管1、金屬多孔管2和金屬緻密外殼3的材質均為316L不鏽鋼，金屬多孔管2外徑為Φ5.86mm,內徑為Φ3.92mm,金屬緻密管I外徑為Φ5.94mm,內徑為Φ2.00mm，焊接方法為:
[0030]步驟一、如圖1和圖2所示，將金屬緻密管I待焊接的一端距離端部5mm的位置機加工成縱截面為「工字型」的焊接接頭4，焊接接頭4的上端部5外徑為Φ3.82mm，焊接接頭4的下端部6外徑為Φ3.70mm，然後向金屬緻密管I的機加工面上均勻塗覆鎳基焊料(HJN1-T6)形成第一焊料層7，再將塗覆有焊料的金屬緻密管I的焊接接頭4插入金屬多孔管2待焊接的一端；所述焊接接頭4的上端部5與金屬多孔管2的內壁緊密配合；
[0031]步驟二、如圖2所示，在金屬多孔管2外表面與焊接接頭4相對應的位置以及金屬多孔管2與金屬緻密管I的接縫處均勻塗覆鎳基焊料(HJN1-T6)形成第二焊料層8，然後在金屬多孔管2與金屬緻密管I的接縫處設置用於緊固金屬多孔管2和金屬緻密管I焊接部位的金屬緻密外殼3，得到組合件；所述金屬緻密外殼3的內壁與金屬多孔管2的外壁緊密配合，金屬緻密外殼3的長度為60mm,內徑為Φ6.02mm ；
[0032]步驟三、將步驟二中所述組合件置於真空爐(VPS真空燒結爐)內，加熱至930°C使焊料熔融，隨爐冷卻後出爐，得到焊接成品。
[0033]本實施例焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度，焊縫拉伸斷裂強度達到326MPa。
[0034]實施例2
[0035]本實施例與實施例1相同，其中不同之處在於:所述金屬緻密管I的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物,所述金屬多孔管2的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬緻密外殼3的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0036]本實施例焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度，焊縫拉伸斷裂強度達到287MPa?305MPa。
[0037]實施例3
[0038]本實施例的金屬緻密管I和金屬緻密外殼3的材質均為316L不鏽鋼，金屬多孔管2為NiCrAl多孔管，金屬多孔管2外徑為Φ7.84mm,內徑為Φ5.88mm ;金屬緻密管I外徑為Φ7.94mm,內徑為Φ4.02mm，焊接方法為:
[0039]步驟一、如圖1和圖2所示，將金屬緻密管I待焊接的一端距離端部5.5mm的位置機加工成縱截面為「工字型」的焊接接頭4，焊接接頭4的上端部5外徑為Φ5.76mm，焊接接頭4的下端部6外徑為Φ5.68mm，然後向金屬緻密管I的機加工面上均勻塗覆銀基焊料(HJAg-4)形成第一焊料層7，再將塗覆有焊料的金屬緻密管I的焊接接頭4插入金屬多孔管2待焊接的一端；所述焊接接頭4的上端部5與金屬多孔管2的內壁緊密配合；
[0040]步驟二、如圖2所示，在金屬多孔管2外表面與焊接接頭4相對應的位置以及金屬多孔管2與金屬緻密管I的接縫處均勻塗覆銀基焊料(HJAg-4)形成第二焊料層8，然後在金屬多孔管2與金屬緻密管I的接縫處設置用於緊固金屬多孔管2和金屬緻密管I焊接部位的金屬緻密外殼3，得到組合件；所述金屬緻密外殼3的內壁與金屬多孔管2的外壁緊密配合，金屬緻密外殼3的長度為60mm，內徑為Φ8.04mm ；
[0041]步驟三、將步驟二中所述組合件置於真空爐(VPS真空燒結爐)內，加熱至850°C使焊料熔融，隨爐冷卻後出爐，得到焊接成品。
[0042]本實施例焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度，焊縫拉伸斷裂強度達到312MPa。
[0043]實施例4
[0044]本實施例與實施例3相同，其中不同之處在於:所述金屬緻密管I的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬多孔管2的材質為不鏽鋼、鎳或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬緻密外殼3的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0045]本實施例焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度，焊縫拉伸斷裂強度達到280MPa?303MPa。
[0046]實施例5
[0047]本實施例的金屬緻密管1、金屬多孔管2和金屬緻密外殼3的材質均為304L不鏽鋼，金屬多孔管2外徑為Φ9.86mm,內徑為Φ7.88mm ;金屬緻密管I外徑為Φ9.92mm,內徑為Φ5.98mm ;焊接方法為:
[0048]步驟一、如圖1和圖2所示，將金屬緻密管I待焊接的一端距離端部6mm的位置機加工成縱截面為「工字型」的焊接接頭4，焊接接頭4的上端部5外徑為Φ7.74mm，焊接接頭4的下端部6外徑為Φ7.56mm，然後向金屬緻密管I的機加工面上均勻塗覆銀基焊料(HJAg-5)形成第一焊料層7，再將塗覆有焊料的金屬緻密管I的焊接接頭4插入金屬多孔管2待焊接的一端；所述焊接接頭4的上端部5與金屬多孔管2的內壁緊密配合；
[0049]步驟二、如圖2所示，在金屬多孔管2外表面與焊接接頭4相對應的位置以及金屬多孔管2與金屬緻密管I的接縫處均勻塗覆銀基焊料(HJAg-5)形成第二焊料層8，然後在金屬多孔管2與金屬緻密管I的接縫處設置用於緊固金屬多孔管2和金屬緻密管I焊接部位的金屬緻密外殼3，得到組合件；所述金屬緻密外殼3的內壁與金屬多孔管2的外壁緊密配合，金屬緻密外殼3的長度為70臟，內徑為Φ 10.0Omm ；
[0050]步驟三、將步驟二中所述組合件置於真空爐(VPS真空燒結爐)內，加熱至900°C使焊料熔融，隨爐冷卻後出爐，得到焊接成品。
[0051]本實施例焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度，焊縫拉伸斷裂強度達到315MPa。
[0052]實施例6
[0053]本實施例與實施例5相同,其中不同之處在於:所述金屬緻密管I的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物,所述金屬多孔管2的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬緻密外殼3的材質為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0054]本實施例焊接的金屬緻密管與金屬多孔管結合牢固且穩定性高，焊接處無焊料流出，焊縫緻密無孔洞且具有良好的焊接強度，焊縫拉伸斷裂強度達到274MPa?308MPa。
[0055]對比例
[0056]對實施例1的金屬緻密管和金屬多孔管進行焊接，焊接之前將金屬緻密管待焊接的一端機加工成縱截面為方形的接頭，接頭外徑為Φ3.82，向機加工面均勻塗覆鎳基焊料(HJN1-T6)，將塗覆有焊料的金屬緻密管的接頭插入金屬多孔管待焊接的一端，然後一同置於真空爐(VPS真空燒結爐)內，加熱至930°C使焊料熔融，出爐後的焊件焊料從焊縫旁的多孔管基體上析出，焊縫處存在孔洞，不緻密。
[0057]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何限制，凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟: 步驟一、將金屬緻密管(I)待焊接的一端機加工成縱截面為「工字型」的焊接接頭(4)，然後向金屬緻密管(I)的機加工面上均勻塗覆焊料形成第一焊料層(7)，再將塗覆有焊料的金屬緻密管(I)的焊接接頭(4)插入金屬多孔管(2)待焊接的一端；所述焊接接頭(4)的上端部(5)與金屬多孔管(2)的內壁緊密配合； 步驟二、在金屬多孔管(2)外表面與焊接接頭(4)相對應的位置以及金屬多孔管(2)與金屬緻密管(I)的接縫處均勻塗覆焊料形成第二焊料層(8)，然後在金屬多孔管(2)與金屬緻密管(I)的接縫處設置用於緊固金屬多孔管(2)和金屬緻密管(I)焊接部位的金屬緻密外殼(3)，得到組合件；所述金屬緻密外殼(3)的內壁與金屬多孔管(2)的外壁緊密配合； 步驟三、將步驟二中所述組合件置於真空爐內，加熱至焊料的熔點使焊料熔融，隨爐冷卻後出爐，得到焊接成品。
2.根據權利要求1所述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，步驟一中所述焊接接頭(4)的下端部(6)的外徑小於上端部(5)的外徑。
3.根據權利要求1所述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，步驟一中所述金屬緻密管(I)的材質為不鏽鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
4.根據權利要求1所述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，步驟一中所述金屬多孔管(2)的材質為不鏽鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
5.根據權利要求1所述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，步驟一中所述焊料和步驟二中所述焊料均為銀基焊料或鎳基焊料。
6.根據權利要求1所述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，步驟二中所述金屬緻密外殼(3)的材質為不鏽鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
7.根據權利要求1所述的一種金屬緻密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特徵在於，步驟二中所述金屬緻密外殼(3)的長度大於焊接接頭(4)的長度。
【文檔編號】B23K101/06GK103624354SQ201310683128
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】遲煜頔, 李綱, 沈壘, 荊鵬, 王曉罡, 石英, 李廣忠, 李亞寧, 康新婷, 王建 申請人:西北有色金屬研究院