本发明涉及一种利用填充金属(3)将两种材料(1，2)钎焊在一起的方法，其包括以下步骤：将所述填充金属布置在接触的所述两种材料之间，并位于希望所述两种材料被接合的钎焊区域内；在所述两种材料中的被安装以可运动的至少一种材料上施加压力，所述力沿所述两种材料的希望膨胀方向中的每一个取向；在所述钎焊区域内使组件达到被称为钎焊温度的温度，所述钎焊温度高于所述填充金属的熔点并低于所述两种材料各自的熔点；在温度上升过程中，随着所述材料膨胀而使作用在待接合在一起的所述材料上的所述力逐渐减小，由此当达到所述钎焊温度时基本上不存在任何力作用在所述材料上；并且一旦所述填充金属已经熔化并将每一个待接合在一起的所述材料润湿，就将所述组件冷却以使所述填充金属固化，由此在所述两种材料之间实现接合。本发明还涉及用于实施该方法的装置。
1.一种利用填充金属(3)将两种材料(1，2)钎焊在一起的方法，其包括以下步骤：将所述填充金属布置在接触的所述两种材料之间，并位于希望所述两种材料被接合的钎焊区域内；
在所述两种材料中的被安装以可运动的至少一种材料上施加压力，所述力沿所述两种材料的希望膨胀方向中的每一个取向；
在所述钎焊区域内使组件达到被称为钎焊温度的温度，所述钎焊温度高于所述填充金属的熔点并低于所述两种材料各自的熔点；
在温度上升过程中，随着所述材料膨胀而使作用在待接合在一起的所述材料上的所述力逐渐减小，由此当达到所述钎焊温度时基本上不存在任何力作用在所述材料上；并且一旦所述填充金属已经熔化并将每一个待接合在一起的所述材料润湿，就将所述组件冷却以使所述填充金属固化，由此在所述两种材料之间实现接合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，待钎焊的所述材料(1，2)由相同的物质制成。
3.一种装置(10)，用于实施如权利要求1或2所述的钎焊方法，所述装置包括：用于接收并保持第一材料(1)就位的第一支撑件(11)以及用于接收并保持待通过钎焊接合至所述第一材料的第二材料(2)就位的第二支撑件(13)，其特征在于，所述第二支撑件能够在弹性施压装置(16，17)的作用下运动，对由所述施压装置施加的力进行计算，由此在钎焊温度下所述施压装置基本上不再向待接合的所述材料施加力。
4.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述弹性施压装置包括膨胀管(16)。
5.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述弹性施压装置包括弹簧。
6.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述弹性施压装置包括弹性叶片(17)。
7.如权利要求3至6中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述第二支撑件(13)被安装以在具有滑道连接件的支撑板(14)上平移地移动。
8.如权利要求7所述的装置(10)，其特征在于，所述支撑板(14)配备有能够沿所述滑道的一个方向形变的弹性施压装置(16)。
9.如权利要求7所述的装置(10)，其特征在于，所述弹性施压装置(16)被安装使得其压靠在可沿滑道调节的止挡装置(15)上。
10.如权利要求8所述的装置(10)，其特征在于，所述支撑板(14)安装在构成第二施压装置的至少一个弹性臂(17)上，用于沿与所述支撑板大致垂直的方向施压。
11.如权利要求10所述的装置(10)，其特征在于，可沿与所述支撑板(14)垂直的方向来调节所述弹性臂(17)。
12.如权利要求3至6中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述装置由具有比待钎焊的所述材料(1，2)的膨胀系数低的膨胀系数的材料制成。
钎焊方法及相应装置
技术领域
[0001] 本发明涉及钎焊方法，具体涉及用于航空领域的钎焊方法，本发明还涉及用于实施该钎焊方法的装置。
背景技术
[0002] 钎焊是利用不同性质的填充金属来接合两种材料的技术，该填充金属具有比待接合的材料的熔点更低的熔点，并能够适当地使上述材料的表面润湿，这些表面不通过其熔化来形成钎焊接头。
[0003] 实践中，通过在两个待接合部件之间夹置填充金属来实施钎焊，然后将钎焊区域加热至允许填充金属熔化但不会使待接合部件熔化的温度。液化填充金属润湿两个待接合部件的表面，然后冷却，在两个部件之间固化，由此将他们接合在一起。
[0004] 通常可通过火焰、电弧或激光来加热钎焊区域。还公知炉钎焊技术，其中在各种类型的环境中实现钎焊。
[0005] 通常，填充金属是锡、铜、银、铝、镍、或稀有金属的合金。
[0006] 在特定技术领域，例如航空领域，各种不同部件的几何形状极其重要，对待接合的工件的不良定位会对所涉及的装置的整体性能造成影响。因此，要求能够理想的控制工件彼此之间的定位以及钎焊接头的厚度。
[0007] 为此，常规技术通过形成数个焊点将涉及的工件预接合至填充金属条。通常通过电阻焊接将形成这些焊点。
[0008] 但是，上述预接合的一个缺点是在待接合的工件上于钎焊区域中产生痕迹。这些痕迹减小了钎焊的总面积。此外，接合的品质并不稳定，并且焊点也包含填充金属。
[0009] 在高科技应用(例如将用于形成飞行器发动机舱喷嘴的外壳与加固件接合)的背景下，容易理解这些痕迹还会导致不希望的表面不规则，这将降低组件的气动性能。
[0010] 此外，上述预接合忽视了因加热而导致待接合的工件的形变，由此会导致接合瑕疵。此外在材料承受压力的情况下进行钎焊，会导致气动线形变。
发明内容
[0011] 本发明的目的在于缓解上述缺陷，为此，提出了一种利用填充金属将两种材料钎焊在一起的方法，包括以下步骤：
[0012] 将所述填充金属布置在接触的所述两种材料之间，并位于希望所述两种材料被接合的钎焊区域内；
[0013] 在所述两种材料中的被安装以可运动的至少一种材料上施加压力，所述力沿所述两种材料的希望膨胀方向中的每一个取向；
[0014] 在所述钎焊区域内使组件达到被称为钎焊温度的温度，所述钎焊温度高于所述填充金属的熔点并低于所述两种材料各自的熔点；
[0015] 在温度上升过程中，随着所述材料膨胀而使作用在待接合在一起的所述材料上的所述力逐渐减小，由此当达到所述钎焊温度时基本上不存在任何力作用在所述材料上；并且
[0016] 一旦所述填充金属已经熔化并将每一个待接合在一起的所述材料润湿，就将所述组件冷却以使所述填充金属固化，由此在所述两种材料之间实现接合。
[0017] 因此，通过在温度上升之前将力施加在待接合的材料上，这些力使得能够彼此相对移动的材料总是可以保持彼此接触而无论其各自的膨胀情况如何，并且遵循因其膨胀而导致的形变。由此，待接合材料可自由膨胀并且在钎焊过程中于待接合材料内不会产生膨胀应力。此外，由此可避免在预接合阶段需形成焊点，施加在材料上的可变力使得其能够保持彼此接触。
[0018] 优选地，待钎焊的所述材料由相同的物质制成。因此，因材料的膨胀而形成的形变在待钎焊的两个部件之间是类似的。
[0019] 本发明还涉及一种装置，用于实施根据本发明的的钎焊方法，所述装置包括：用于接收并保持第一材料就位的第一支撑件以及用于接收并保持待通过钎焊接合至所述第一材料的第二材料就位的第二支撑件，其特征在于，所述第二支撑件能够在弹性施压装置的作用下运动，对由所述施压装置施加的力进行计算，由此在钎焊温度下所述施压装置基本上不再向待接合的所述材料施加力。
[0020] 优选地，所述弹性施压装置包括膨胀管。
[0021] 替代或额外地，所述弹性施压装置包括弹簧。
[0022] 替代或额外地，所述弹性施压装置包括弹性叶片。
[0023] 有利地，所述第二支撑件被安装以在具有滑道连接件的支撑板上平移地移动。优选地，所述支撑板配备有能够沿所述滑道的一个方向形变的弹性施压装置。
[0024] 有利地，所述弹性施压装置被安装使得其压靠在可沿滑道调节的止挡装置上。
[0025] 根据本发明的优选实施例，所述支撑板安装在构成第二施压装置的至少一个弹性臂上，用于沿与所述支撑板大致垂直的方向施压。
[0026] 有利地，可沿与所述支撑板垂直的方向来调节所述弹性臂。
[0027] 优选地，所述装置由具有比待钎焊的所述材料的膨胀系数低的膨胀系数的材料制成。
附图说明
[0028] 参考附图，通过以下给出的详细描述将更好地理解本发明的应用，其中：
[0029] -图1是根据现有技术的钎焊接头的示意剖视图；
[0030] -图2是根据本发明的钎焊装置的示意剖视图；及
[0031] -图3是在钎焊阶段图2中的装置的示意剖视图。
具体实施方式
[0032] 以下示例将涉及操作者希望通过钎焊将构成涡轮喷气发动机的发动机舱的喷嘴的由薄金属板制成的外壳1与也由薄金属板形成的加固件2接合在一起。本发明当然不限于该应用领域及这类材料。
[0033] 如图1所示，根据现有技术形成钎焊接合的一种方法包括预钎焊步骤，用于预接合外壳1、其加固件2以及夹置在外壳1与其加固件2之间的钎焊金属板3。该预钎焊步骤包括形成在钎焊区域上分布的多个具体焊点并利用一组电极4，5来形成焊点。
[0034] 如上所述，形成这些焊点会遗留影响外壳1的气动性能的痕迹，并且焊点包括来自外壳1的金属以及来自加固件2的金属以及钎焊金属板3的金属。由此产生会发生脆化的不同质的的焊点。
[0035] 本发明可缓解这些缺陷，并通过在外部压力下使外壳1与加固件2在钎焊区域中彼此接触使得在保持材料彼此接触的情况下遵循膨胀力，从而消除了预钎焊步骤。
[0036] 如图2及图3所示，可利用根据本发明的装置10来实施该方法。
[0037] 装置10一方面包括基板11，待钎焊的外壳1通过紧固夹12紧固至基板11，另一方面包括优选由碳制成的承载部分13，加固件2紧固至承载部分13。
[0038] 通过滑道连接件安装承载部分13以在支撑板14上滑动，支撑板在与承载部分13相对的一侧具有可调止挡件15，可调止挡件15沿滑动连接件的轴线布置并用于支撑弹性施压装置16，弹性施压装置16可以是弹簧或是膨胀管。
[0039] 支撑板14由也由弹性材料制成的至少一个臂17(例如弹性叶片)支撑，并紧固在垂直于基板11的壁18中。具体而言，臂17可调节地沿壁18紧固。
[0040] 在安装外壳1及加固件2之前，调整弹性施压装置以使其处于放松状态并且当承载部分13处于两种材料在膨胀之后于钎焊温度下彼此接触的位置时不再向承载部分13施加力。膨胀计算或实验可确定这些位置。分别利用可调止挡件15以及用于沿壁18调节臂17的可调支撑件来将弹性施压装置16及臂17设置在该位置处于放松状态。
[0041] 当将待钎焊部件(即，外壳1及加固件2)紧固至装置时，这些部件处于环境温度下，因此不会膨胀。
[0042] 因此，相较于承载部分13用于调整弹性施压装置16及弹性臂17的位置，承载部分13被迫后退。
[0043] 由此，弹性施压装置16略微压缩并沿滑道在承载部分上施加力。
[0044] 臂17亦如此，由此其沿与支撑板14及滑道垂直的方向施加力。
[0045] 图2示出了在开始钎焊周期之前其整体处于环境温度下的上述装置。
[0046] 一加热，外壳1及加固件2承受膨胀力，并且他们的相对位置发生改变。具体而言，外壳1具有移动远离加固件2的趋势。在图3中由虚线示出了外壳1及加固件2的初始位置。
[0047] 根据本发明的装置10允许在待钎焊组件处于钎焊炉内并不可进入的情况下遵循这些膨胀力并顺应这些膨胀力。
[0048] 因为加固件2安装在可运动承载部分(其上被施加有保持其朝向外壳1的力)上，在弹性施压装置16及弹性臂17的分别作用下，该外壳远离加固件的运动使得承载部分13沿滑道运动，并使得支撑板14上升，因为膨胀的原因，加固件因此被恒定保持与外壳1接触。
[0049] 因为调整弹性施压装置16及臂17使得当外壳1及加固件2处于钎焊温度时不再向承载部分13施加力，在钎焊阶段在待钎焊部件之间不再会被施加膨胀力或压力。
[0050] 尽管已经结合了具体示例性实施例描述了本发明，但很明显本发明并不限于此，并且其包括这些描述的装置的全部技术等同物及其结合，只要该结合落入本发明的范围内即可。
