一种不锈钢水冷流道板及其焊接方法与流程

1.本技术属于不锈钢焊接技术领域，具体涉及一种不锈钢水冷流道板及其焊接方法。


背景技术：

2.在不锈钢焊接过程中，由于线膨胀系数大、导热率低，会导致焊接变形、高温氧化、应力集中、耐蚀性降低等问题出现。不锈钢水冷流道板因为其内部结构复杂，整体机械加工和常规弧焊无法实现，采用激光焊能满足流道板焊接需求，但由于流道间距较小，仅为5mm，且数量较多，所有流道焊接完成后必然带来较大焊接变形，且焊接变形趋势难以预估；另外，由于不锈钢具有回弹大的特点，流道板焊接后校正难度大。


技术实现要素：

3.为解决目前流道板焊接完成后焊接变形大、流道校正难度大的技术问题，本技术提供一种不锈钢水冷流道板及其焊接方法。
4.在本技术的第一方面，提供一种不锈钢水冷流道板，包括：
5.基板，其外边缘为方形，所述基板的上表面向下设置有第一凹陷，所述第一凹陷的底面向下设置有第二凹陷，所述第二凹陷的底面向上设置有多个相互平行的凸起；
6.面板，与所述第一凹陷的形状相匹配，所述面板与所述第一凹陷的边缘通过激光焊进行焊接，所述面板与所述凸起通过真空钎焊进行焊接；
7.导管组件，包括第一管、第二管和焊接管嘴，所述第一管与所述基板的下表面通过手工氩弧焊进行焊接，所述第二管分别于所述第一管和所述焊接管嘴连接。
8.在一些实施方式中，所述第一凹陷为所述基板沿所述外边缘向中心偏移第一预设距离向下凹陷形成。
9.在一些实施方式中，所述第二凹陷为所述第一凹陷的底面沿边缘向中心偏移第二预设距离向下凹陷形成。
10.在一些实施方式中，所述第一管为u形管，所述第一管的中间设置有安装孔，所述安装孔的轴线与所述u形管的轴线所在平面垂直；所述第二管为直管，所述第二管与所述焊接管嘴焊接的一端为平口，与所述第一管连接的一端为半圆口，所述半圆口与所述安装孔焊接，以使得所述第二管与所述安装孔同轴。
11.在一些实施方式中，所述面板与所述凸起通过真空钎焊进行焊接包括：将钎料放置于所述凸起上，使钎料的四周与凸起平齐，并通过电阻储能焊将钎料与凸起进行焊接，将面板与凸起采用真空钎焊进行焊接。
12.在本技术的第二方面，提供一种所述的不锈钢水冷流道板的焊接方法，包括：
13.步骤s1：通过真空钎焊对所述面板与所述凸起进行焊接；
14.步骤s2：通过激光焊对所述面板与所述第一凹陷的边缘进行焊接；
15.步骤s3：通过手工氩弧焊对所述第一管与所述基板进行焊接。
16.在一些实施方式中，步骤s1包括：将钎料放置于所述凸起上，使钎料的四周与凸起平齐，并通过电阻储能焊将钎料与凸起进行焊接，将面板与凸起采用真空钎焊进行焊接。
17.在一些实施方式中，所述将面板与凸起采用真空钎焊进行焊接，包括：将不锈钢水冷流道板转移至热处理真空炉中，进行抽真空和加热处理，处理完成后取出不锈钢水冷流道板；所述热处理包括：以5℃/min的速度升温至400℃并保温15min，以5℃/min的速度升温至750℃并保温20min，以10℃/min的速度升温至880℃并保温10min，保温结束后冷却至室温。
18.在一些实施方式中，步骤s2包括：对所述面板与所述第一凹陷的边缘之间的对接部位通过激光焊点焊进行定位，再通过激光焊连续焊接进行全缝隙焊接。
19.在一些实施方式中，步骤s3包括：
20.将基板周边的焊缝残留打磨去除干净；
21.校正基板平面度；
22.将两个导管组件面对面设置在基板下表面上，所述焊接管嘴与基板的中心线平行；
23.对第一管与基板通过手动氩弧焊点焊进行定位；
24.对第一管与基板通过手动氩弧焊连续焊进行全缝隙焊接。
25.根据本技术一个或多个实施例提供的不锈钢水冷流道板，所述面板与所述第一凹陷的边缘通过激光焊进行焊接，满足焊缝强度高要求的同时，焊接变形较小；所述面板与所述凸起通过真空钎焊进行焊接，焊后通过液压机校正后平面度完全满足设计要求，产品校正后专门对钎焊部位通过x光探伤检测，内部未出现断裂或脱开的现象，表明内部焊缝成形质量好、连接牢靠，在较好控制焊接变形的同时，满足了焊缝强度的要求，有效解决目前流道板焊接完成后焊接变形大、流道校正难度大的技术问题。
附图说明
26.图1示出了本发明实施例中，不锈钢水冷流道板的剖视图的结构示意图；
27.图2示出了本发明实施例中，基板的结构示意图；
28.图3示出了本发明实施例中，导管组件的结构示意图；
29.图4示出了本发明实施例中，第一管的结构示意图；
30.图5示出了本发明实施例中，不锈钢水冷流道板的焊接方法的流程示意图。
31.附图标记说明：1-基板，11-第一凹陷，12-第二凹陷，13-凸起，14-冷却液进出孔，15-连接孔；2-面板；3-导管组件，31-第一管，311-安装孔，32-第二管，33-焊接管嘴。
具体实施方式
32.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.请参阅图1-图4，本发明实施例提供一种不锈钢水冷流道板，包括基板1、面板2和
导管组件3，其中：
34.所述基板1的外边缘为方形，所述基板1的上表面向下设置有第一凹陷11，所述第一凹陷11的底面向下设置有第二凹陷12，所述第二凹陷12的底面向上设置有多个相互平行的凸起13。本实施例中，基板1的外边缘为矩形，尺寸为590mm
×
472mm，凸起13的宽度为5mm，高度为2mm，相邻凸起13的间距为5mm，在凸起13长度两端汇流区域各加工有两个冷却液进出孔14，基板1四周加工有若干连接孔15。
35.在一些实施方式中，所述第一凹陷11为所述基板1沿所述外边缘向中心偏移第一预设距离向下凹陷形成。具体的，第一预设距离为15mm，以基板1的外边缘为基准，向基板1中心偏移15mm向下凹陷2mm形成560mm
×
242mm
×
2mm的第一凹陷11，四个直角采用圆角过渡，以便于机械加工。
36.在一些实施方式中，所述第二凹陷12为所述第一凹陷11的底面沿边缘向中心偏移第二预设距离向下凹陷形成。具体的，第二预设距离为2.5mm，以第一凹陷11的边缘为基准，向第一凹陷11的中心偏移2.5mm向下凹陷2mm形成555mm
×
237mm
×
2mm的第二凹陷12，四个直角采用圆角过渡，以便于机械加工。
37.所述面板2与所述第一凹陷11的形状相匹配，所述面板2与所述第一凹陷11的边缘通过激光焊进行焊接，所述面板2与所述凸起13通过真空钎焊进行焊接；
38.所述导管组件3包括第一管31、第二管32和焊接管嘴33，所述第一管31与所述基板1的下表面通过手工氩弧焊进行焊接，所述第二管32分别于所述第一管31和所述焊接管嘴33连接。
39.本发明实施例提供的不锈钢水冷流道板，所述面板2与所述第一凹陷11的边缘通过激光焊进行焊接，满足焊缝强度高要求的同时，焊接变形较小；所述面板2与所述凸起13通过真空钎焊进行焊接，焊后通过液压机校正后平面度完全满足设计要求，产品校正后专门对钎焊部位通过x光探伤检测，内部未出现断裂或脱开的现象，表明内部焊缝成形质量好、连接牢靠，在较好控制焊接变形的同时，满足了焊缝强度的要求，有效解决目前流道焊接完成后焊接变形大、流道校正难度大的技术问题。
40.在一些实施方式中，所述第一管31为u形管，所述第一管31的中间设置有安装孔311，所述安装孔311的轴线与所述u形管的轴线所在平面垂直；所述第二管32为直管，所述第二管32与所述焊接管嘴33焊接的一端为平口，与所述第一管31连接的一端为半圆口，所述半圆口与所述安装孔311焊接，以使得所述第二管32与所述安装孔311同轴。具体的，所述第一管31采用弯曲成型，中心位置加工有一个直径为10mm的安装孔311，安装孔311的轴线与u型管轴线所在的平面呈90
°
夹角；所述第二管32采用机械加工成型，一端为平口，另一端为半圆口；焊接管嘴33为标准件。
41.在一些实施方式中，所述面板2与所述凸起13通过真空钎焊进行焊接包括：将钎料放置于所述凸起13上，使钎料的四周与凸起13平齐，并通过电阻储能焊将钎料与凸起13进行焊接，将面板2与凸起13采用真空钎焊进行焊接。具体的，根据凸起13大小及数量将板厚为0.1mm的bag72cu银基铂状钎料剪制成535mm
×
5mm的长条状，将剪制好的钎料放置在基板1的凸起13上，要求四周与凸起13平齐，沿凸起13长度方向用电阻储能焊机将钎料点焊到凸起13上，焊点间距约350mm，将面板2与凸起13采用真空钎焊进行焊接。
42.基于同一发明构思，本发明实施例提供一种所述的不锈钢水冷流道板的焊接方
法，如图5所示，包括：
43.步骤s1：通过真空钎焊对所述面板2与所述凸起13进行焊接；
44.步骤s2：通过激光焊对所述面板2与所述第一凹陷11的边缘进行焊接；
45.步骤s3：通过手工氩弧焊对所述第一管31与所述基板1进行焊接。
46.在一些实施方式中，步骤s1包括：将钎料放置于所述凸起13上，使钎料的四周与凸起13平齐，并通过电阻储能焊将钎料与凸起13进行焊接，将面板2与凸起13采用真空钎焊进行焊接。具体的，根据凸起13大小及数量将板厚为0.1mm的bag72cu银基铂状钎料剪制成535mm
×
5mm的长条状，将剪制好的钎料放置在基板1的凸起13上，要求四周与凸起13平齐，沿凸起13长度方向用电阻储能焊机将钎料点焊到凸起13上，焊点间距约350mm，将面板2与凸起13采用真空钎焊进行焊接。
47.在一些实施方式中，所述将面板2与凸起13采用真空钎焊进行焊接，包括：将不锈钢水冷流道板转移至热处理真空炉中，进行抽真空和加热处理，处理完成后取出不锈钢水冷流道板；真空处理的真空度高于4
×
10-2
pa；所述热处理包括：以5℃/min的速度升温至400℃并保温15min，以5℃/min的速度升温至750℃并保温20min，以10℃/min的速度升温至880℃并保温10min，保温结束后冷却至室温。真空钎焊的焊接变形小，虽然钎焊焊缝强度达不到激光焊焊缝强度，但通过分析计算，流道板钎焊焊缝强度已完全满足产品后续使用要求，不仅可以解决流道板焊接完成后焊接变形大的问题，还可以较大程度上节约流道板加工成本。
48.在一些实施方式中，步骤s2包括：对所述面板2与所述第一凹陷11的边缘之间的对接部位通过激光焊点焊进行定位，再通过激光焊连续焊接进行全缝隙焊接。
49.在一些实施方式中，步骤s3包括：
50.步骤s31：将基板1周边的焊缝残留打磨去除干净；
51.步骤s32：校正基板1平面度；
52.步骤s33：将两个导管组件3面对面设置在基板1下表面上，所述焊接管嘴33与基板1的中心线平行；
53.步骤s34：对第一管31与基板1通过手动氩弧焊点焊进行定位；
54.步骤s35：对第一管31与基板1通过手动氩弧焊连续焊进行全缝隙焊接。
55.本发明实施例提供的不锈钢水冷流道板的焊接方法，通过激光焊对所述面板2与所述第一凹陷11的边缘进行焊接，满足焊缝强度高要求的同时，焊接变形较小；通过真空钎焊对所述面板2与所述凸起13进行焊接，焊后通过液压机校正后平面度完全满足设计要求，产品校正后专门对钎焊部位通过x光探伤检测，内部未出现断裂或脱开的现象，表明内部焊缝成形质量好、连接牢靠，在较好控制焊接变形的同时，满足了焊缝强度的要求，有效解决目前流道焊接完成后焊接变形大、流道校正难度大的技术问题。
56.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
57.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
58.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
59.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
60.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种不锈钢水冷流道板，其特征在于，包括：基板，其外边缘为方形，所述基板的上表面向下设置有第一凹陷，所述第一凹陷的底面向下设置有第二凹陷，所述第二凹陷的底面向上设置有多个相互平行的凸起；面板，与所述第一凹陷的形状相匹配，所述面板与所述第一凹陷的边缘通过激光焊进行焊接，所述面板与所述凸起通过真空钎焊进行焊接；导管组件，包括第一管、第二管和焊接管嘴，所述第一管与所述基板的下表面通过手工氩弧焊进行焊接，所述第二管分别于所述第一管和所述焊接管嘴连接。2.根据权利要求1所述的不锈钢水冷流道板，其特征在于，所述第一凹陷为所述基板沿所述外边缘向中心偏移第一预设距离向下凹陷形成。3.根据权利要求2所述的不锈钢水冷流道板，其特征在于，所述第二凹陷为所述第一凹陷的底面沿边缘向中心偏移第二预设距离向下凹陷形成。4.根据权利要求1所述的不锈钢水冷流道板，其特征在于，所述第一管为u形管，所述第一管的中间设置有安装孔，所述安装孔的轴线与所述u形管的轴线所在平面垂直；所述第二管为直管，所述第二管与所述焊接管嘴焊接的一端为平口，与所述第一管连接的一端为半圆口，所述半圆口与所述安装孔焊接，以使得所述第二管与所述安装孔同轴。5.根据权利要求1所述的不锈钢水冷流道板，其特征在于，所述面板与所述凸起通过真空钎焊进行焊接包括：将钎料放置于所述凸起上，使钎料的四周与凸起平齐，并通过电阻储能焊将钎料与凸起进行焊接，将面板与凸起采用真空钎焊进行焊接。6.一种权利要求1-5任一项所述的不锈钢水冷流道板的焊接方法，其特征在于，包括：步骤s1：通过真空钎焊对所述面板与所述凸起进行焊接；步骤s2：通过激光焊对所述面板与所述第一凹陷的边缘进行焊接；步骤s3：通过手工氩弧焊对所述第一管与所述基板进行焊接。7.根据权利要求6所述的不锈钢水冷流道板的焊接方法，其特征在于，步骤s1包括：将钎料放置于所述凸起上，使钎料的四周与凸起平齐，并通过电阻储能焊将钎料与凸起进行焊接，将面板与凸起采用真空钎焊进行焊接。8.根据权利要求7所述的不锈钢水冷流道板的焊接方法，其特征在于，所述将面板与凸起采用真空钎焊进行焊接，包括：将不锈钢水冷流道板转移至热处理真空炉中，进行抽真空和加热处理，处理完成后取出不锈钢水冷流道板；所述热处理包括：以5℃/min的速度升温至400℃并保温15min，以5℃/min的速度升温至750℃并保温20min，以10℃/min的速度升温至880℃并保温10min，保温结束后冷却至室温。9.根据权利要求6所述的不锈钢水冷流道板的焊接方法，其特征在于，步骤s2包括：对所述面板与所述第一凹陷的边缘之间的对接部位通过激光焊点焊进行定位，再通过激光焊连续焊接进行全缝隙焊接。10.根据权利要求6所述的不锈钢水冷流道板的焊接方法，其特征在于，步骤s3包括：将基板周边的焊缝残留打磨去除干净；校正基板平面度；将两个导管组件面对面设置在基板下表面上，所述焊接管嘴与基板的中心线平行；对第一管与基板通过手动氩弧焊点焊进行定位；对第一管与基板通过手动氩弧焊连续焊进行全缝隙焊接。

技术总结
本申请公开了一种不锈钢水冷流道板及其焊接方法，其中，不锈钢水冷流道板包括基板、面板和导管组件，基板的外边缘为方形，基板的上表面向下设置有第一凹陷，第一凹陷的底面向下设置有第二凹陷，第二凹陷的底面向上设置有多个相互平行的凸起；面板与第一凹陷的形状相匹配，导管组件包括第一管、第二管和焊接管嘴，面板与第一凹陷的边缘通过激光焊进行焊接，满足焊缝强度高要求的同时，焊接变形较小；面板与凸起通过真空钎焊进行焊接，焊后通过液压机校正后平面度完全满足设计要求，内部焊缝成形质量好、连接牢靠，在较好控制焊接变形的同时，满足了焊缝强度的要求，有效解决目前流道板焊接完成后焊接变形大、流道校正难度大的技术问题。题。题。


技术研发人员：刘礼军 王维新 刘巨锋 李春光 张建华 朱婷婷 黄小年 肖丽 唐众民 陈龙
受保护的技术使用者：湖北三江航天红阳机电有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/6