一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法，包括钎焊紧固器的设计，钎料基本参数配置，钎焊工艺三部分内容，所述的紧固器包括配重块和固定座，喷注器位于配重块和固定座中间，要求真空钎焊炉的基本参数为：最高加热温度1100℃以上，常用工作温度960℃，空炉升温至1100℃时间≤2h；炉温均匀性满足

【技术实现步骤摘要】
一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法


[0001]本专利技术涉及推力室喷注器焊接工艺
，具体涉及一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法。

技术介绍

[0002]推力室是将液体推进剂的化学能转化为喷气动能并产生推力的组件，主要由喷注器、身部等。喷注器使进入燃烧室内的推进剂按一定流量和混合比进行雾化、混合和燃烧等过程而产生燃气，喷注器是液体火箭发动机的关键部件，是实现能量转化、产生推力的装置。喷注器为直流式喷注器，其结构复杂，内部由多环道及异形环道构成，工作时，燃料和氧化剂混合自燃，燃烧产生的燃气作用在推力室上产生推力。喷注器根据推力大小，有4～20条焊缝，喷注器面板有上百条不同尺寸和角度的小孔，并且壁厚较薄，对焊接要求较高。
[0003]喷注器一般采用的焊接方法包括氩弧焊、钎焊等，但由于结构的不同，焊接的工艺方法也存在的巨大差异。采用传统熔化焊方法，由于空间限制及喷注器变形等原因，无法满足生产要求，因此，选用结构限制小且热输入均匀的钎焊方法进行焊接。钎焊完成后，要求喷注器表面不允许存在氧化、发黑现象，同时不允许钎料堵塞小孔。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法,所钎焊的钛合金喷注器满足设计指标要求，能适应发动机产品的复杂工作环境。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法，包括下述步骤：
[0006]a)将零件放入炉内，利用喷注器钎焊紧固器固定好，保证水平度0.1mm以内；
[0007]b)抽真空：预真空度不低于5
×
10
‑3Pa，升温、钎焊及强化过程真空度不低于4
×
10
‑2Pa；
[0008]c)升温：(300～500)℃，升温时间(50～100)min，升温速率(3～8)℃/min，保温 (10～30)min；
[0009]d)升温：(600～800)℃，升温时间(60～120)min，升温速率(3～8)℃/min，保温 (10～30)min；
[0010]e)钎焊：将炉温升至(920～980)℃，升温时间(20～40)min，升温速率(3～8)℃/min，保温(8～25)min；
[0011]f)焊后强化：炉温降到(800～900)℃
±
10℃，保温(1
‑
4)h；
[0012]g)冷却时间不少于4h，冷却时持续抽真空，冷却至40℃以下后，停止抽真空，取出零件。
[0013]优选的，采用一种用于钛合金喷注器钎焊紧固器对喷注器进行固定，所述的紧固器包括配重块和固定座，喷注器位于配重块和固定座中间，所述的配重块带有通透的小孔，用于钎焊时钎料及粘结剂的放气，所述的配重块与喷注器小孔面无小孔处接触，所述的喷
注器包括由钎焊连接上盖、中层和下底，采用插接结构钎焊缝形式，布置钎料的环槽宽度一般为(1
‑
2) mm，待钎焊凹槽内的高度一般为(1.4
‑
1.9)mm，环槽窄小。
[0014]优选的，要求真空钎焊炉的基本参数为：最高加热温度1100℃以上，常用工作温度960℃，空炉升温至1100℃时间≤2h；炉温均匀性满足
±
5℃；控温精度满足
±
2；真空度炉温均匀区应覆盖钎焊件所在位置，钎焊过程中要求真空度优于4
×
10
‑2Pa，钛合金在钎焊过程中要求真空度优于4
×
10
‑2Pa，冷态压升率应小于0.67Pa/h。。
[0015]优选的，所述的喷注器材料为TC4、TC10，钎料牌号为Type1510(MBF
‑
5002)，熔化温度为 (820
‑
860)℃，钎料为粉末状，颗粒大小为50
‑
100目。
[0016]优选的，设置钎焊间隙为：(0.05
‑
0.1)mm。
[0017]优选的，所述的钎料为膏状，膏状钎料的配制比例，粉末钎料与粘结剂的重量比值为(1： 3.5)～(1：4.5)。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过所述喷注器紧固器，有效地促进了钎焊过程的顺利进行，并对高温钎焊过程零件的装配，钎焊后钎焊缝具有较高强度、耐高温和耐腐蚀，能适应产品的复杂工作环境。采用本工艺方法可以较好的完成喷注器的焊接，焊接过程中可靠，重复性好，适用性强。
附图说明
[0019]图1为本专利技术钎焊紧固器结构示意图。
[0020]图2为本专利技术配重块结构示意图。
[0021]图3为图2的A
‑
A方向视图。
[0022]图4为本专利技术固定座结构示意图。
[0023]图5为图4的A
‑
A方向视图。
[0024]图6为本专利技术喷注器结构主视图。
[0025]图7为本专利技术喷注器结构侧视图。
[0026]图8为图7的放大位置1的局部放大图。
[0027]图9为图7的放大位置2的局部放大图。
[0028]图中标记：1
‑
固定座，2
‑
配重块，3
‑
喷注器，4
‑
环槽，31
‑
上盖，32
‑
中层，33
‑
下底。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法要求真空钎焊炉的基本参数为：最高加热温度 1100℃以上，常用工作温度960℃，空炉升温至1100℃时间≤2h；炉温均匀性满足
±
5℃；控温精度满足
±
2；真空度炉温均匀区应覆盖钎焊件所在位置，钎焊过程中要求真空度优于4
×ꢀ
10
‑2Pa，钛合金在钎焊过程中要求真空度优于4
×
10
‑2Pa，冷态压升率应小于0.67Pa/h。。
[0031]一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法所用钎焊紧固器结构见图1至图5所示，钎
焊紧固器主体结构由配重块2、固定座1构成，配重块2带有通透的气孔，用于钎焊时钎料及粘结剂的挥发放气；配重块2与喷注器3小孔面无小孔处接触，不能堵塞喷注器3小孔，配重块2在喷注器3小孔位置加工环槽4且环槽4与喷注器3的小孔孔相连，环槽4大小不一，根据喷注器3面板小孔分布确定，见图6至图9，放大位置1和放大位置2的示意图，放大位置2为无阶梯钎焊缝的放大图。钎料布置在槽内装配，装配完成后放置钎焊炉钎焊即可通过预先挤压进配合间隙的钎料及毛细作用形成钎焊缝。
[0032]环槽4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法，其特征在于：包括下述步骤：a)将零件放入炉内，利用喷注器钎焊紧固器固定好，保证水平度0.1mm以内；b)抽真空：预真空度不低于5
×
10
‑3Pa，升温、钎焊及强化过程真空度不低于4
×
10
‑2Pa；c)升温：(300～500)℃，升温时间(50～100)min，升温速率(3～8)℃/min，保温(10～30)min；d)升温：(600～800)℃，升温时间(60～120)min，升温速率(3～8)℃/min，保温(10～30)min；e)钎焊：将炉温升至(920～980)℃，升温时间(20～40)min，升温速率(3～8)℃/min，保温(8～25)min；f)焊后强化：炉温降到(800～900)℃
±
10℃，保温(1
‑
4)h；g)冷却时间不少于4h，冷却时持续抽真空，冷却至40℃以下后，停止抽真空，取出零件。2.根据权利要求1所述的一种用于钛合金喷注器钎焊的工艺方法，其特征在于：采用一种用于钛合金喷注器钎焊紧固器对喷注器进行固定，所述的紧固器包括配重块和固定座，喷注器位于配重块和固定座中间，所述的配重块带有通透的小孔，用于钎焊时钎料及粘结剂的放气，所述的配重块与喷注器小孔面无小孔处接触，所述的喷注器包括由钎焊连接上盖、中层和下底，采用插接结构钎焊缝形式，布置钎料的环槽宽度一般为(1

【专利技术属性】
技术研发人员：李树华，张旭超，孙绍功，王帅来，孙成明，赵国伟，戚居良，
申请(专利权)人：沈阳航天新光集团有限公司，
类型：发明
国别省市：