一种大截面铜质埋管构件的真空钎焊填平方法与流程

本发明涉及焊接的，具体的说是一种大截面铜质埋管构件的真空钎焊填平方法。

背景技术：

1、航天热控系统中，铜质热管需埋入钢制主体槽内并通过真空钎焊实现可靠连接。槽宽8.2mm、铜管直径8mm，管顶与主体大平面之间形成宽度约8mm、深度数毫米的开放式填充区域。传统方案采用镍基焊膏直接填充该区域后入炉焊接。

2、然而，上述工艺存在以下技术缺陷：其一，液态焊料在1050℃凝固过程中体积收缩率较大，填充区域中心形成1.0~1.5mm的凹陷，而后续cnc（computer numerical control计算机数控）飞面余量仅1mm，无法通过机加工获得与大平面齐平的表面；其二，焊膏中有机粘合剂高温分解产生的气体在厚层液态焊料中无法及时逸出，导致焊料内部残留气泡，无法满足航天构件的气密性要求。

3、需说明的是，现有虹吸钎焊虽能实现窄间隙（≤0.2mm）的平整焊接，但其依赖毛细力填充缝隙，无法适用于铜管与槽壁之间的大体积开放式填充场景。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在焊料凹陷/焊料内部气泡的技术问题。为此，本发明提供了一种大截面铜质埋管构件的真空钎焊填平方法。

2、根据本发明实施例一种大截面铜质埋管构件的真空钎焊填平方法，所述大截面铜质埋管构件包括主体和铜管，所述主体的一侧表面为大平面，所述主体的大平面的一侧面凹设有容纳槽，所述真空钎焊填平方法包括以下步骤：

3、将铜管置于主体的容纳槽内，所述铜管顶部低于所述主体的大平面，形成待填充的开放式凹腔；

4、将镍基粉末填充至所述开放式凹腔内并进行夯实处理，使所述镍基粉末充满所述开放式凹腔并与所述铜管顶部及所述开放式凹腔内壁紧密接触；

5、在夯实后的所述镍基粉末表面涂覆一层镍基焊膏，所述镍基焊膏覆盖所述镍基粉末的暴露区域，得到装配后的大截面铜质埋管构件；

6、将装配后的大截面铜质埋管构件置于真空炉中加热焊接，焊接过程中所述镍基焊膏熔化形成表面密封层，所述镍基粉末发生固相烧结形成多孔烧结骨架，且烧结后填充物整体凸出于所述主体的大平面；

7、对凸出于所述大平面的填充物进行机械加工，直至与所述大平面齐平。

8、根据本发明实施例的一种大截面铜质埋管构件的真空钎焊填平方法，至少具有如下有益效果：

9、由镍粉固相烧结收缩率远小于液态焊料凝固收缩率的材料特性差异可合理推断得出，其能够有效避免大体积开放式填充区焊接后形成凹陷，确保焊后填充物凸出钢制主体大平面并具备充足的正向cnc加工余量；同时，由夯实镍粉层保留的颗粒间微孔隙构成气体逸散通道，可合理推断得出焊膏中有机粘合剂高温分解产生的气体能够在该通道封闭之前沿粉粒间隙顺畅排出，从而有效避免气泡滞留于填充区内部。因此，本发明从根本上克服了传统全焊膏填充方案中凹陷和气泡并存的工艺缺陷，使焊接后填充区内部致密无缺陷，且经cnc飞面后可与主体大平面完全齐平，满足了航天构件在月球极端环境下的高可靠性连接要求。

10、根据本发明的一些实施例，所述开放式凹腔的宽度≥8mm，且所述开放式凹腔的横截面积≥50mm²。

11、根据本发明的一些实施例，所述镍基粉末夯实后的堆积密度为该镍基材料理论密度的55%~65%。

12、根据本发明的一些实施例，所述镍基焊膏的涂覆量为每平方厘米填充面积涂覆0.3g~0.5g，所述镍基焊膏的涂覆厚度为0.5mm~1.0mm。

13、根据本发明的一些实施例，所述镍基焊膏熔化后仅浸润所述镍基粉末的表层区域，不渗透至所述开放式凹腔的底部。

14、根据本发明的一些实施例，焊接完成后，所述填充物凸出于所述主体大平面的高度为1.2mm~1.8mm。

15、根据本发明的一些实施例，所述机械加工为cnc飞面加工，切削余量为1.0mm~1.5mm。

16、根据本发明的一些实施例，所述真空炉的焊接温度为1050℃±10℃，真空度不低于1×10-²pa。

17、根据本发明的一些实施例，所述镍基粉末为纯镍粉，粉末粒度为200目~325目。

18、根据本发明的一些实施例，所述大截面铜质埋管构件为月球探测器用结构，焊接后的填平区域经cnc飞面后与主体大平面的平面度≤0.05mm。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

1.一种大截面铜质埋管构件的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述大截面铜质埋管构件包括主体和铜管，所述主体的一侧表面为大平面，所述主体的大平面的一侧面凹设有容纳槽，所述真空钎焊填平方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述开放式凹腔的宽度≥8mm，且所述开放式凹腔的横截面积≥50mm²。

3.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述镍基粉末夯实后的堆积密度为所述镍基粉末材料理论密度的55%~65%。

4.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述镍基焊膏的涂覆量为每平方厘米填充面积涂覆0.3g~0.5g，所述镍基焊膏的涂覆厚度为0.5mm~1.0mm。

5.根据权利要求4所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述镍基焊膏熔化后仅浸润所述镍基粉末的表层区域，不渗透至所述开放式凹腔的底部。

6.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，焊接完成后，所述填充物凸出于所述主体大平面的高度为1.2mm~1.8mm。

7.根据权利要求6所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述机械加工为cnc飞面加工，切削余量为1.0mm~1.5mm。

8.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述真空炉的焊接温度为1050℃±10℃，真空度不低于1×10-²pa。

9.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述镍基粉末为纯镍粉，粉末粒度为200目~325目。

10.根据权利要求1所述的真空钎焊填平方法，其特征在于，所述大截面铜质埋管构件为月球探测器用结构，焊接后的填平区域经cnc飞面后与主体大平面的平面度≤0.05mm。