本文領域涉(shè)及固態焊接裝置,更具體地說,涉及一種擴散焊接裝置和微焊接夾具,用於焊(hàn)接(jiē)基材,其中金屬板層壓在(zài)多層中,與熔焊(hàn)不同(tóng),它(tā)是一種使基材保持固態並將其集成的(de)技術。該技術通過(guò)最小化或(huò)防止基材熔化並[敏感詞]限度地(dì)減(jiǎn)少接頭缺(quē)陷的發生來保留基材的固有特性,從而[敏感詞]限度地提高集成部件的特性。而在高科技產業中,固態焊接技術得到了很(hěn)大的發展和發展(zhǎn)。因此,可(kě)以連接無(wú)法(fǎ)粘合(hé)的材料,形狀(zhuàng)複雜,高質量和高精度的材料 這種固(gù)態接合技術包括使用摩擦熱的摩擦連(lián)接,使用[敏感詞]金屬的釺(qiān)焊以及使用原子擴(kuò)散現象的擴散(sàn)焊(hàn)接。擴散焊接是一種在固態下焊接的方法,通過施加水壓使基材在高溫下不會引起大的塑性變形,而(ér)不會熔化基材。另一方麵,擴散焊接技術包括超塑性形(xíng)成,然而(ér),在這種擴散焊接中,應在高溫下保持高壓。此時,通過使用壓力機或氣體形(xíng)成高壓。在(zài)使用氣(qì)體形(xíng)成高(gāo)壓的情況下,需要大容量的液壓機來保持氣體的氣密性(xìng)並(bìng)對其進行加壓,並且很難均勻地壓製基材。發明概述的目的是提供一種擴散焊(hàn)接和超細模具,該模(mó)具能夠保持氣密性,無需大容量液壓機(jī)即可形(xíng)成高壓並對基材施加均勻的壓力。[敏感詞]將描述(shù)優點,並通過本發明的(de)實施例來理解(jiě)這(zhè)些優(yōu)點。
為了實現上述(shù)目的(de),本文提供一種擴散焊接(jiē)和超細鑄造夾具,包括上夾具、中夾具(jù)和下夾具,其中上端(duān)固定在上夾具上,楔形連杆(gǎn)具有在其中形成的齧合槽(cáo),所述連杆穿透中下夾具;連接到楔形聯軸器槽的楔塊,用(yòng)於固定下夾具,使下夾具不會與連杆(gǎn)脫(tuō)落;密封容器和(hé)用於對基材(cái)施加壓力以用於擴散粘(zhān)結層(céng)壓在定心夾具中,其中連杆具有梯形橫截麵的楔形連接槽,並且連杆(gǎn)和楔塊由鎳合金形(xíng)成封閉夾具可以包括具有(yǒu)類似於基材橫截麵形狀的(de)底板, 底板可以具有與基材相似的形狀。上板(bǎn)具有與下板相同的形狀和尺寸,並在(zài)其(qí)中心形成通孔,以便氣體可以通過(guò)該孔;中間板位於底板和頂板之間,並在底板的中心部分具有可以儲存氣體的空間,並且頂板和底板焊接在一起。此外,封(fēng)閉(bì)容(róng)器可以由與用於擴散(sàn)焊接的基材相同的材料製成。實施(shī)的[敏感詞]模式 在下文中,將參照附圖對(duì)的優選實施例進行詳細描述。在此之前,圖1所示的連杆和楔塊的透視圖。圖1和圖2示出了(le)參(cān)照(zhào)圖1的交叉夾具(jù),根(gēn)據本發明實施例的擴散粘結和超細夾具100包(bāo)括(kuò)上(shàng)夾具110、中間夾具120和下夾具130,楔形夾具150耦合到楔形聯(lián)軸(zhóu)器槽141和用於向基材180施加壓(yā)力的(de)密封容器160。上(shàng)部(bù)夾具110設置有(yǒu)成型氣(qì)體並將惰(duò)性氣體引入注射路徑(jìng)111,然後注入到(dào)封閉容器160中以壓製模壓母材180。所述惰性氣體可以是氬(yà)氣,但不限於此(cǐ)。中心夾(jiá)具120,其中放置待擴(kuò)散(sàn)焊接的基材180,設置在上夾(jiá)具110下方,密封板170設置在上夾具110和中間夾具120之間,以密封和分離(lí)上夾具110和中夾具120。所述基座(zuò)180可以由以下部(bù)分組成: 優選地,所述金屬板材料經化學洗滌、機械(xiè)拋光等(děng)處理(lǐ)以維護表麵幹淨。下部夾具130具有保護性氣體注入路徑131形成在中心夾具(jù)120的下部。下夾具130具有在其中形成的保護氣體注入路徑131。保護氣體用於(yú)防止金(jīn)屬在衝壓成型過程中被氧化。連杆140在(zài)其下端形成楔形(xíng)耦合槽141,楔塊150可以耦合到楔(xiē)塊齧合槽141,以連接下夾具130和下夾具130。楔塊150固定在上夾具110上並穿過中下夾具(jù)120,楔形接頭(tóu)槽141的橫截麵可以具有梯形形狀(zhuàng),使得楔形接頭槽141與上夾具110緊密接觸,從而不與連杆140分離。楔塊150沿楔形接頭槽141的斜(xié)麵(miàn)向(xiàng)連(lián)杆140的上端移動(dòng),因為楔塊(kuài)150與楔形接頭槽141深度耦(ǒu)合,連杆140和(hé)楔塊150優(yōu)選由鎳(niè)合金耐熱鋼製成,但(dàn)本發明不限於(yú)此。當(dāng)使用連杆140和楔塊150使上、中、下夾具110、120和130彼(bǐ)此緊密接觸時,高溫高壓中心夾具120和(hé)下夾具130可以一體形成。此外,中心夾具120和下夾具130可以整體形成。因此,可以更有效(xiào)地保(bǎo)持擴散粘結和超細成(chéng)形夾(jiá)具100的氣密性,並且可以進一步增(zēng)強擴散粘結的穩定性和(hé)質量的密(mì)封容(róng)器的透視圖封閉容器160與下板163和下板163具有相同的形(xíng)狀和尺寸,其形狀類似於基材180的橫截麵, (未示出)在上(shàng)板161的中心和位於下板163和(hé)上板161之間的中(zhōng)心板(bǎn)162形(xíng)成,上(shàng)、中、下板161、162和(hé)163可以焊接在一(yī)起。這裏,焊接方法優選(xuǎn)TIG(鎢極惰性氣體)焊接,但不限於(yú)此。當使用TIG(鎢極惰性氣體)焊接時,優選使用中(zhōng)間板(bǎn)162作為填充金屬來連接上下板161和163。填充金屬(shǔ)是通過(guò)焊(hàn)接熱(rè)熔(róng)化並連接母材的金屬(shǔ)。在一般焊接中,焊(hàn)條用作填充金屬。此外,成型(xíng)氣體流入密閉容器160的上板161中,管道165可以定位在形成通孔的部分,以便可以在基材180中形成通孔。此外(wài),將高壓成型氣體引(yǐn)入封閉容器160的內部使封閉容器160充氣,使得封閉容器(qì)160的內部充滿母材料180。此時,由於基體向所(suǒ)有方向施加恒定的壓力,基體材料180在壓製(zhì)表麵上接收均勻的壓力。以鈦合金Ti-6Al-4V製成的(de)2.04mm厚的(de)板作為擴散粘結材料,將直徑為120 mm的超-2塊切割(gē)片切割成上板構件161和下板構件163。千恩,將鈦合金板材(cái)切(qiē)割成內徑(jìng)為100毫(háo)米和外徑(jìng)為130毫米的環形,以製備中間板件162。在上板161上鑽一個直徑為5mm的孔用於氣體注入,並通過TIG焊接固定管道165。將中(zhōng)間板162放置在上(shàng)板161和下板163之間並(bìng)進行TIG焊接以形(xíng)成封閉容器160。將厚度為2.04毫米的鈦合金Ti-6AL-4V製成的(de)板材(cái)50張切割成直徑為100毫米的圓盤形狀,並將該片材(cái)的表麵進行化學清洗(xǐ),然後依次(cì)堆疊在中心夾具120上(shàng)。上、中(zhōng)、下夾具110、120和130與連杆140和楔(xiē)塊150耦合後,封閉的(de)容器160定位在中心夾具120的上部。此時,連杆(gǎn)140和楔塊(kuài)150由鉻(gè)鎳鐵(tiě)合金625合金製成,即(jí)使在高溫下也能保持強度。將上下夾具(jù)110和130的(de)空氣通過使用真空泵將擴散粘結和(hé)表麵模具100加(jiā)熱到約800°C來除(chú)去。然後,將40巴或更低的氬氣注入密閉容器160中。當(dāng)擴散焊接和超細模具100的溫度(dù)達到約875°C時,保持(chí)40巴或更低(dī)的壓力約30分鍾,除去氣體壓力,並逐漸降低(dī)溫度以冷卻爐膛。,下(xià)夾具130的內部通過(guò)使用保護氣體保持真空或還(hái)原(yuán)狀態,以使鈦金(jīn)屬板不被氧化。整體完成結構的接合麵的顯微結構 可以看出鍵合表麵沒有細小裂紋或氣孔等缺陷,在固態(tài)下通過原子擴散和晶界運動(dòng)實現了完全擴散焊接。
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