一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，該方法為：一、將金屬致密管待焊接的一端機(jī)加工成縱截面為“工字型”的焊接接頭，然后向機(jī)加工面上均勻涂覆焊料，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(yīng)的位置和金屬多孔管與金屬致密管的接縫處均勻涂覆焊料，然后在金屬多孔管與金屬致密管的接縫處設(shè)置金屬致密外殼，得到組合件；三、將組合件置于真空爐內(nèi)，加熱至焊料的熔點使焊料熔融，隨爐冷卻后出爐，得到焊接成品。本發(fā)明通過巧妙設(shè)計焊接接頭，有效限制了釬焊過程中因焊料流失而產(chǎn)生的虛焊問題，實現(xiàn)了一次性釬焊成型且提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬多孔管具有優(yōu)異的耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性、力學(xué)性能(延性和沖擊強(qiáng)度)等性能，并且還具有制造工藝簡單、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(huán)保、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的過濾、分離、流體分布等功能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]為了提高其過濾分離效率，通常需要將其制作成一個組件或管束使用，這就需要可靠的聯(lián)接方式。在焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，真空釬焊是首選的焊接方法，因為在全部釬焊過程中，被釬焊零件處于真空條件下(IO-2Pa?KT3Pa范圍)，能夠排除金屬在釬焊溫度下釋放出來的揮發(fā)性氣體和雜質(zhì)，不會出現(xiàn)氧化、增聯(lián)、脫碳及污染變質(zhì)等現(xiàn)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，并且接頭具有較高清潔度和強(qiáng)度。焊接效率高，而且改善了勞動條件，對環(huán)境無污染。并且真空釬焊技術(shù)可以應(yīng)用在帶有狹窄溝槽、極小過渡臺、盲孔的部件和封閉容器、形狀復(fù)雜的零部件上，無需考慮由釬焊劑等引起的腐蝕、清洗、破壞等問題，特別適宜于精密產(chǎn)品的釬焊。
[0004]迄今為止，盡管已有較多金屬焊接方面的相關(guān)報導(dǎo)，但大多是致密管和致密管的對焊或者是致密管與致密板的管板式焊接，而有關(guān)金屬致密管與金屬多孔管之間的焊接工藝及理論研究，國內(nèi)外暫無報導(dǎo)，也未見相關(guān)專利記述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法。本發(fā)明工藝簡單、操作步驟簡便且對設(shè)備要求不高，通過巧妙設(shè)計焊接接頭，有效限制了釬焊過程中因焊料流失而產(chǎn)生的虛焊問題，實現(xiàn)了一次性釬焊成型且提高了生產(chǎn)效率。采用該方法焊接的金屬致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0007]步驟一、將金屬致密管待焊接的一端機(jī)加工成縱截面為“工字型”的焊接接頭，然后向金屬致密管的機(jī)加工面上均勻涂覆焊料形成第一焊料層，再將涂覆有焊料的金屬致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(nèi)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(yīng)的位置以及金屬多孔管與金屬致密管的接縫處均勻涂覆焊料形成第二焊料層，然后在金屬多孔管與金屬致密管的接縫處設(shè)置用于緊固金屬多孔管和金屬致密管焊接部位的金屬致密外殼，得到組合件；所述金屬致密外殼的內(nèi)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于真空爐內(nèi)，加熱至焊料的熔點使焊料熔融，隨爐冷卻后出爐，得到焊接成品。
[0010]上述的一種金屬致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于上端部的外徑。
[0011]上述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟一中所述金屬致密管的材質(zhì)為不銹鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0012]上述的一種金屬致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(zhì)為不銹鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0013]上述的一種金屬致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]上述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟二中所述金屬致密外殼的材質(zhì)為不銹鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
[0015]上述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，步驟二中所述金屬致密外殼的長度大于焊接接頭的長度。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0017]1、本發(fā)明工藝簡單、操作步驟簡便且對設(shè)備要求不高。與其他焊接方法相比，既不需要電子束焊或者激光焊所需的精密設(shè)備，又有效避免了氬弧焊在焊接時存在的起弧和熱影響區(qū)過大而影響多孔金屬管性能的缺點。
[0018]2、本發(fā)明通過巧妙設(shè)計焊接接頭，有效限制了釬焊過程中因焊料流失而產(chǎn)生的虛焊問題，實現(xiàn)了一次性釬焊成型且提高了生產(chǎn)效率。
[0019]3、采用本發(fā)明方法焊接的金屬致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度。
[0020]4、本發(fā)明的焊接方法適用范圍廣，能推廣適用于各種相同的或不相同的金屬致密管與金屬多孔管的焊接工藝。
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明機(jī)加工出焊接接頭的金屬致密管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明金屬致密管、金屬多孔管和金屬致密外殼組合后的組合件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]I一金屬致密管；2—金屬多孔管；3—金屬致密外殼；
[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]本實施例的金屬致密管1、金屬多孔管2和金屬致密外殼3的材質(zhì)均為316L不銹鋼，金屬多孔管2外徑為Φ5.86mm,內(nèi)徑為Φ3.92mm,金屬致密管I外徑為Φ5.94mm,內(nèi)徑為Φ2.00mm，焊接方法為:
[0030]步驟一、如圖1和圖2所示，將金屬致密管I待焊接的一端距離端部5mm的位置機(jī)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，然后向金屬致密管I的機(jī)加工面上均勻涂覆鎳基焊料(HJN1-T6)形成第一焊料層7，再將涂覆有焊料的金屬致密管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(nèi)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(yīng)的位置以及金屬多孔管2與金屬致密管I的接縫處均勻涂覆鎳基焊料(HJN1-T6)形成第二焊料層8，然后在金屬多孔管2與金屬致密管I的接縫處設(shè)置用于緊固金屬多孔管2和金屬致密管I焊接部位的金屬致密外殼3，得到組合件；所述金屬致密外殼3的內(nèi)壁與金屬多孔管2的外壁緊密配合，金屬致密外殼3的長度為60mm,內(nèi)徑為Φ6.02mm ；
[0032]步驟三、將步驟二中所述組合件置于真空爐(VPS真空燒結(jié)爐)內(nèi)，加熱至930°C使焊料熔融，隨爐冷卻后出爐，得到焊接成品。
[0033]本實施例焊接的金屬致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度，焊縫拉伸斷裂強(qiáng)度達(dá)到326MPa。
[0034]實施例2
[0035]本實施例與實施例1相同，其中不同之處在于:所述金屬致密管I的材質(zhì)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(zhì)為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬致密外殼3的材質(zhì)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致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度，焊縫拉伸斷裂強(qiáng)度達(dá)到287MPa?305MPa。
[0037]實施例3
[0038]本實施例的金屬致密管I和金屬致密外殼3的材質(zhì)均為316L不銹鋼，金屬多孔管2為NiCrAl多孔管，金屬多孔管2外徑為Φ7.84mm,內(nèi)徑為Φ5.88mm ;金屬致密管I外徑為Φ7.94mm,內(nèi)徑為Φ4.02mm，焊接方法為:
[0039]步驟一、如圖1和圖2所示，將金屬致密管I待焊接的一端距離端部5.5mm的位置機(jī)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，然后向金屬致密管I的機(jī)加工面上均勻涂覆銀基焊料(HJAg-4)形成第一焊料層7，再將涂覆有焊料的金屬致密管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(nèi)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(yīng)的位置以及金屬多孔管2與金屬致密管I的接縫處均勻涂覆銀基焊料(HJAg-4)形成第二焊料層8，然后在金屬多孔管2與金屬致密管I的接縫處設(shè)置用于緊固金屬多孔管2和金屬致密管I焊接部位的金屬致密外殼3，得到組合件；所述金屬致密外殼3的內(nèi)壁與金屬多孔管2的外壁緊密配合，金屬致密外殼3的長度為60mm，內(nèi)徑為Φ8.04mm ；
[0041]步驟三、將步驟二中所述組合件置于真空爐(VPS真空燒結(jié)爐)內(nèi)，加熱至850°C使焊料熔融，隨爐冷卻后出爐，得到焊接成品。
[0042]本實施例焊接的金屬致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度，焊縫拉伸斷裂強(qiáng)度達(dá)到312MPa。
[0043]實施例4
[0044]本實施例與實施例3相同，其中不同之處在于:所述金屬致密管I的材質(zhì)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(zhì)為不銹鋼、鎳或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬致密外殼3的材質(zhì)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致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度，焊縫拉伸斷裂強(qiáng)度達(dá)到280MPa?303MPa。
[0046]實施例5
[0047]本實施例的金屬致密管1、金屬多孔管2和金屬致密外殼3的材質(zhì)均為304L不銹鋼，金屬多孔管2外徑為Φ9.86mm,內(nèi)徑為Φ7.88mm ;金屬致密管I外徑為Φ9.92mm,內(nèi)徑為Φ5.98mm ;焊接方法為:
[0048]步驟一、如圖1和圖2所示，將金屬致密管I待焊接的一端距離端部6mm的位置機(jī)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，然后向金屬致密管I的機(jī)加工面上均勻涂覆銀基焊料(HJAg-5)形成第一焊料層7，再將涂覆有焊料的金屬致密管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(nèi)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(yīng)的位置以及金屬多孔管2與金屬致密管I的接縫處均勻涂覆銀基焊料(HJAg-5)形成第二焊料層8，然后在金屬多孔管2與金屬致密管I的接縫處設(shè)置用于緊固金屬多孔管2和金屬致密管I焊接部位的金屬致密外殼3，得到組合件；所述金屬致密外殼3的內(nèi)壁與金屬多孔管2的外壁緊密配合，金屬致密外殼3的長度為70臟，內(nèi)徑為Φ 10.0Omm ；
[0050]步驟三、將步驟二中所述組合件置于真空爐(VPS真空燒結(jié)爐)內(nèi)，加熱至900°C使焊料熔融，隨爐冷卻后出爐，得到焊接成品。
[0051]本實施例焊接的金屬致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度，焊縫拉伸斷裂強(qiáng)度達(dá)到315MPa。
[0052]實施例6
[0053]本實施例與實施例5相同,其中不同之處在于:所述金屬致密管I的材質(zhì)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(zhì)為鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物，所述金屬致密外殼3的材質(zhì)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致密管與金屬多孔管結(jié)合牢固且穩(wěn)定性高，焊接處無焊料流出，焊縫致密無孔洞且具有良好的焊接強(qiáng)度，焊縫拉伸斷裂強(qiáng)度達(dá)到274MPa?308MPa。
[0055]對比例
[0056]對實施例1的金屬致密管和金屬多孔管進(jìn)行焊接，焊接之前將金屬致密管待焊接的一端機(jī)加工成縱截面為方形的接頭，接頭外徑為Φ3.82，向機(jī)加工面均勻涂覆鎳基焊料(HJN1-T6)，將涂覆有焊料的金屬致密管的接頭插入金屬多孔管待焊接的一端，然后一同置于真空爐(VPS真空燒結(jié)爐)內(nèi)，加熱至930°C使焊料熔融，出爐后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，不致密。
[0057]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將金屬致密管(I)待焊接的一端機(jī)加工成縱截面為“工字型”的焊接接頭(4)，然后向金屬致密管(I)的機(jī)加工面上均勻涂覆焊料形成第一焊料層(7)，再將涂覆有焊料的金屬致密管(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(nèi)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(yīng)的位置以及金屬多孔管(2)與金屬致密管(I)的接縫處均勻涂覆焊料形成第二焊料層(8)，然后在金屬多孔管(2)與金屬致密管(I)的接縫處設(shè)置用于緊固金屬多孔管(2)和金屬致密管(I)焊接部位的金屬致密外殼(3)，得到組合件；所述金屬致密外殼(3)的內(nèi)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于真空爐內(nèi)，加熱至焊料的熔點使焊料熔融，隨爐冷卻后出爐，得到焊接成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，步驟一中所述焊接接頭(4)的下端部(6)的外徑小于上端部(5)的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，步驟一中所述金屬致密管(I)的材質(zhì)為不銹鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，步驟一中所述金屬多孔管(2)的材質(zhì)為不銹鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，步驟二中所述金屬致密外殼(3)的材質(zhì)為不銹鋼、鎳、鎳基合金或Fe-Al金屬間化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬致密管與金屬多孔管的插入式焊接方法，其特征在于，步驟二中所述金屬致密外殼(3)的長度大于焊接接頭(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(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)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