一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具及扩散焊接方法技术

一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具及扩散焊接方法，夹具设置有定位柱，可以实现底板、顶板和线圈骨架的定位，从而将多个线圈骨架装夹于底板和顶板之间以便于进行扩散焊接，避免在焊接施压时出现移动，当线圈骨架高度由于焊接变形减少时，线圈骨架所承受的轴向焊接压力将会分配至刚性更高的定位柱上，从而保证线圈骨架不会发生进一步的变形。线圈骨架在空间上围绕底板中心呈环形均匀分布，可以将焊接压力均匀传递给单个线圈骨架，提高焊接质量的一致性。扩散焊接方法通过对线圈骨架的焊接面进行镀镍处理，以及在焊接时对加热温度、焊接压力、保温时间的控制，降低废品率，可靠性强，焊接质量稳定。

A diffusion welding fixture and method for coil framework

【技术实现步骤摘要】
一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具及扩散焊接方法
本专利技术涉及线圈骨架扩散焊接领域，尤其涉及一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具及扩散焊接方法。
技术介绍
电磁控制阀是液压系统中不可缺少的执行器元件，广泛应用于自控领域的各个环节。电磁铁由导电线圈和线圈骨架两大部分构成，在通电后对铁磁性物质产生吸力，可以把电磁能转变成机械能，是电磁控制阀的重要组成部分。普通电磁铁经过多年的不断革新，磁场稳定性和控制精度日益提升，但仍无法完全满足飞机舵机液压系统的使用要求，为此，人们开发出了一种飞机专用电磁铁，与传统电磁铁的一体化结构线圈骨架不同，该种电磁铁的线圈骨架导磁体选用矫顽力较小的电磁纯铁（DT4），并在中间部位加入由非磁性金属（如Hb62铅黄铜、奥氏体不锈钢等）制成的隔磁体，使得磁路分路，基本解决了传统电磁铁存在的剩磁现象，具有极高的控制精度。然而，正是由于加入了非磁性金属制作的隔磁体，制作这种线圈骨架的工艺更加复杂，需通过焊接将导磁体与隔磁体连接为整体。目前通常采用的线圈骨架焊接方法为钎焊或摩擦焊，而这两种焊接方法或多或少都存在各种问题：钎焊接头缺陷多，拉伸强度低，零件质量可靠性不高；摩擦焊接头冶金结合质量不佳，且由于存在扭矩，焊后接头奥氏体晶粒位错杂乱排布，呈位错网络分布，焊接残余应力大，容易出现开裂现象，废品率较高，且焊接效率低下，不适用于线圈骨架的大批量焊接，难以满足使用要求。
技术实现思路
为解决上述现有的线圈骨架扩散焊接技术难以满足使用要求的问题，本专利技术提供了一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具及扩散焊接方法。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，包括底板、顶板和多个定位柱，定位柱安装于底板和顶板之间，底板上开设有多个用于卡设定位柱一端的第一限位凹槽，多个第一限位凹槽均靠近底板的中轴线并绕底板的中轴线呈一圈环形阵列分布，顶板上开设有多个用于卡设定位柱另一端的第三限位凹槽，多个第三限位凹槽与多个第一限位凹槽一一对应；底板上还开设有多个与线圈骨架的一端相匹配的第二限位凹槽，多个第二限位凹槽均位于第一限位凹槽远离底板的中轴线的一侧，多个第二限位凹槽绕底板的中轴线呈一圈或多圈环形阵列分布，通过顶板朝向底板一侧的端面与多个第二限位凹槽配合卡设线圈骨架的两端，从而将多个线圈骨架装夹于底板和顶板之间以便于进行扩散焊接。优选的，所述第一限位凹槽和第二限位凹槽的深度相等且不小于2mm，第三限位凹槽的深度不小于5mm。优选的，所述的线圈骨架由第一端盖、第一导磁体、隔磁体、第二导磁体和第二端盖依次连接构成，第一端盖、第二端盖和定位柱均为圆柱形，且定位柱的直径大于第一端盖和第二端盖的直径。优选的，第二限位凹槽的直径比第一端盖和第二端盖的直径均大0.5～4mm。优选的，第一限位凹槽和第三限位凹槽的直径相等，且第一限位凹槽和第三限位凹槽的直径比定位柱的直径大0.2～1mm。优选的，定位柱的直径不小于30mm，第一限位凹槽和第三限位凹槽的直径比定位柱的直径大0.4mm。一种用于线圈骨架的扩散焊接方法，首先对线圈骨架的待焊部件进行表面处理，然后将待焊部件组装成待焊线圈骨架，将多个待焊线圈骨架安装于底板的第二限位凹槽内，并将多个定位柱安装于底板的第一限位凹槽内，然后将顶板压装于待焊线圈骨架和定位柱远离底板的一侧，使多个定位柱远离底板的一端均卡设于顶板的第三限位凹槽内，从而使顶板朝向底板一侧的端面与多个第二限位凹槽配合卡住线圈骨架的两端，然后对装夹于底板和顶板之间的待焊线圈骨架进行扩散焊接。优选的，待焊部件的表面处理为，对待焊部件的焊接表面进行电镀镍处理，镍层厚度为5～40μm，电镀镍处理后立即使用无水乙醇对焊接表面进行处理，然后对焊接表面进行烘干。优选的，将待焊线圈骨架装夹于底板和顶板之间以形成待焊装配体，然后将待焊装配体放置于真空扩散焊机炉腔中进行真空扩散焊接。优选的，所述的真空扩散焊接为，在1×10-3～1×10-4Pa的真空度下，对真空扩散焊机炉腔中的待焊装配体进行加热和加压，加热温度为900～980℃，焊接压力为6～10MPa，保温并保压1.5～2.5h，然后停止加热并使焊接压力降至1～3MPa，再向真空扩散焊机炉腔内充入高纯氩气，使炉腔内温度降至150℃以下，焊接完成。根据上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的线圈骨架的扩散焊接夹具，用于在扩散焊接时夹紧固定多个线圈骨架，可以实现线圈骨架的大批量扩散焊接，提高焊接效率。夹具设置有定位柱，可以实现底板、顶板和线圈骨架的定位，避免在焊接施压时出现移动，此外，当线圈骨架高度由于焊接变形而减少时，线圈骨架所承受的轴向焊接压力将会分配至刚性更高的定位柱上，从而保证线圈骨架不会发生进一步的变形。由于多个线圈骨架呈环形阵列分布于底板的第二限位凹槽中，本扩散焊用夹具可以将焊接压力均匀传递给单个线圈骨架，提高焊接质量的一致性。本专利技术提供的线圈骨架的扩散焊接方法，在扩散焊接用夹具的辅助下进行，装配便捷操作简便，可以实现线圈骨架的大批量扩散焊接，提高焊接质量的一致性，避免线圈骨架变形，降低废品率，大幅提高焊接质量和焊接效率；并且通过对线圈骨架的焊接面进行镀镍处理，以及在焊接时对加热温度、焊接压力、保温时间的控制，有效提高了DT4和非磁性材料界面的冶金结合作用，因此可靠性强，废品率低，焊接质量稳定。附图说明图1为本专利技术的夹具对线圈骨架进行装夹前的示意图；图2为本专利技术对线圈骨架进行装夹后的剖视示意图；图3为本专利技术中DT4和奥氏体不锈钢扩散焊接头微观组织图。图中标记：11、底板，12、顶板，13、定位柱，14、线圈骨架，111、第一限位凹槽，112、第二限位凹槽，121、第三限位凹槽，141、第一端盖，142、第一导磁体，143、隔磁体，144、第二导磁体，145、第二端盖，h、线圈骨架高度，h1、第一限位凹槽深度和第二限位凹槽深度，h2、第三限位凹槽深度，h4、底板厚度，h5、顶板厚度，d1、第一端盖和第二端盖中的较大直径，d2、第二限位凹槽直径，d3、定位柱直径，d4、第一限位凹槽直径。具体实施方式参见附图，具体实施方式如下：一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，包括底板11、顶板12和多个定位柱13，定位柱13安装于底板11和顶板12之间，底板11上开设有多个用于卡设定位柱13一端的第一限位凹槽111，多个第一限位凹槽111均靠近底板11的中轴线并绕底板11的中轴线呈一圈环形阵列分布，顶板12上开设有多个用于卡设定位柱13另一端的第三限位凹槽121，多个第三限位凹槽121与多个第一限位凹槽111一一对应。底板11上还开设有多个与线圈骨架14的一端相匹配的第二限位凹槽112，多个第二限位凹槽112均位于第一限位凹槽111远离底板11的中轴线的一侧，多个第二限位凹槽112绕底板11的中轴线呈一圈或多圈环形阵列分布，通过顶板12朝向底板11一侧的端面与多个第二限位凹槽112配合卡设线圈骨架14的两端，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，其特征在于：包括底板（11）、顶板（12）和多个定位柱（13），定位柱（13）安装于底板（11）和顶板（12）之间，底板（11）上开设有多个用于卡设定位柱（13）一端的第一限位凹槽（111），多个第一限位凹槽（111）均靠近底板（11）的中轴线并绕底板（11）的中轴线呈一圈环形阵列分布，顶板（12）上开设有多个用于卡设定位柱（13）另一端的第三限位凹槽（121），多个第三限位凹槽（121）与多个第一限位凹槽（111）一一对应；/n底板（11）上还开设有多个与线圈骨架（14）的一端相匹配的第二限位凹槽（112），多个第二限位凹槽（112）均位于第一限位凹槽（111）远离底板（11）的中轴线的一侧，多个第二限位凹槽（112）绕底板（11）的中轴线呈一圈或多圈环形阵列分布，通过顶板（12）朝向底板（11）一侧的端面与多个第二限位凹槽（112）配合卡设线圈骨架（14）的两端，从而将多个线圈骨架（14）装夹于底板（11）和顶板（12）之间以便于进行扩散焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，其特征在于：包括底板（11）、顶板（12）和多个定位柱（13），定位柱（13）安装于底板（11）和顶板（12）之间，底板（11）上开设有多个用于卡设定位柱（13）一端的第一限位凹槽（111），多个第一限位凹槽（111）均靠近底板（11）的中轴线并绕底板（11）的中轴线呈一圈环形阵列分布，顶板（12）上开设有多个用于卡设定位柱（13）另一端的第三限位凹槽（121），多个第三限位凹槽（121）与多个第一限位凹槽（111）一一对应；
底板（11）上还开设有多个与线圈骨架（14）的一端相匹配的第二限位凹槽（112），多个第二限位凹槽（112）均位于第一限位凹槽（111）远离底板（11）的中轴线的一侧，多个第二限位凹槽（112）绕底板（11）的中轴线呈一圈或多圈环形阵列分布，通过顶板（12）朝向底板（11）一侧的端面与多个第二限位凹槽（112）配合卡设线圈骨架（14）的两端，从而将多个线圈骨架（14）装夹于底板（11）和顶板（12）之间以便于进行扩散焊接。


2.根据权利要求1所述的一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，其特征在于：所述第一限位凹槽（111）和第二限位凹槽（112）的深度相等且不小于2mm，第三限位凹槽（121）的深度不小于5mm。


3.根据权利要求2所述的一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，其特征在于：所述的线圈骨架（14）由第一端盖（141）、第一导磁体（142）、隔磁体（143）、第二导磁体（144）和第二端盖（145）依次连接构成，第一端盖、第二端盖和定位柱（13）均为圆柱形，且定位柱（13）的直径大于第一端盖和第二端盖的直径。


4.根据权利要求3所述的一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，其特征在于：第二限位凹槽（112）的直径比第一端盖和第二端盖的直径均大0.5～4mm。


5.根据权利要求3所述的一种用于线圈骨架的扩散焊接夹具，其特征在于：第一限位凹槽（111）和第三限位凹槽（121）的直径相等，且第一限位凹槽（111）和第三限位凹槽（121...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞武，赵彦营，张毅，鄂楠，王乃友，张浩，王伟波，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41