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1技术领域
此发明涉及一种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊方法及钎焊装置，具体涉及一种发动机异种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊方法及钎焊装置，属于异种不锈钢材料螺柱、螺帽配合结构的感应钎焊领域。
2背景技术
喷油嘴作为飞机、汽车发动机的重要组成部件之一，它的工作好、坏将严重地影响发动机的性能。对其螺柱部分的硬度，螺柱、螺母结合处焊缝的密封性均有较高的要求。随着相关工业的发展，发动机功率更大，燃油效率更高，这些都要求喷油嘴具有更高的质量和可靠性保证。
喷油嘴螺母焊接件由螺帽和螺柱两部分连接形成，常规异种不锈钢的连接可采用熔焊、钎焊等方式实现，而喷油嘴螺母的螺帽为薄壁结构且与螺柱厚度差异较大，焊缝位置尺寸精度要求很高，不宜采用熔焊等方法。采用炉中钎焊或盐浴钎焊等常规钎焊生产过程中，待焊件完全处于焊接热源的高温环境中，由于螺帽平均壁厚小于1 mm，而现有焊接过程中，由于焊接热循环变形大，引起喷油嘴螺帽和螺柱配合不当，导致产品失效，且采用现有钎焊方法，不能观察到钎料环熔化时钎料润湿铺展的情况，螺柱部分整体均受到焊接热循环影响而导致晶粒度过大，硬度下降，从而导致产品不合格。
3发明内容此发明的目的是为了解决上述问题，进而提供一种发动机异种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊方法及钎焊装置。
如图1所示为发动机异种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊装置，它包括石墨上盖板1、石墨下盖板2、奥氏体不锈钢螺帽3、开口钎料环4、感应线圈5、马氏体不锈钢螺柱6、配重压块7、石英玻璃管8和测温热电偶9，石墨上盖板1的中心开有氩气输入孔1-1，石墨下盖板2的中心开有氩气输出孔2-1，石墨下盖板2设置在石英玻璃管8的下端口上，石墨下盖板2上开有2个氩气排出通道2-2，且2个氩气排出通道2-2均与氩气输出孔2-1相连通，马氏体不锈钢螺柱6的中心设有喷油嘴螺柱通孔6-1，奥氏体不锈钢螺帽3的中心设有喷油嘴螺帽通孔3-1，马氏体不锈钢螺柱6设置在石墨下盖板2上，奥氏体不锈钢螺帽3设置在马氏体不锈钢螺柱6上，配重压块7的中心设有配重压块通孔7-1，氩气输入孔1-1、氩气输出孔2-1、配重压块通孔7-1的中心线、喷油嘴螺柱通孔6-1的中心线与喷油嘴螺帽通孔3-1的中心线重合，配重压块7设置在奥氏体不锈钢螺帽3上，开口钎料环4设置在马氏体不锈钢螺柱6与奥氏体不锈钢螺帽3之间，石墨上盖板1盖装在石英玻璃管8的上端口上，测温热电偶9穿过氩气输入孔1-1设置在奥氏体不锈钢螺帽3上，感应线圈5套装在石英玻璃管8的外壁上。
3.1此发明的技术方案
（1）除去马氏体不锈钢螺柱6和奥氏体不锈钢螺帽3连接处的氧化膜，然后将马氏体不锈钢螺柱6和奥氏体不锈钢螺帽3浸入丙酮中超声清洗30 min。
（2）将HLCuNi3020.2钎料绕成圆环，形成开口钎料环4，将开口钎料环4浸入丙酮中超声清洗30 min。
（3）将步骤二中开口钎料环4的表面涂覆硼砂钎剂并与步骤一中的马氏体不锈钢螺柱6、奥氏体不锈钢螺帽3进行装配，在奥氏体不锈钢螺帽3上加载配重压块7，得到由奥氏体不锈钢螺帽3、开口钎料环4和马氏体不锈钢螺柱6组成的待焊件10。
（4）将步骤三所得的待焊件10放入石英玻璃管8内，石英玻璃管8的两端通过石墨上盖板1和石墨下盖板2封口，然后通入氩气，在氩气气氛的保护下，采用高频感应加热设备加热待焊件10，并对待焊件10进行高频感应钎焊，焊接工艺参数及过程为：先将感应线圈5置于待焊区H的下端，且感应线圈5位于待焊区H下端3～5 mm的L处，以7～10 ℃/s的升温速率由室温（20～24 ℃）升至800 ℃，待马氏体不锈钢螺柱6上端在热传递作用下达到红热状态时，移动感应线圈5至待焊位置，以7～10 ℃/s的升温速率加热到1 175～1 120 ℃，钎料润湿铺展后，保温5～10 s后停止加热，待降温至80～120 ℃时，停止通入氩气，得到异种不锈钢发动机喷油嘴的螺母。
3.2此发明与现有技术相比之效果
（1）此发明在氩气保护条件下，采用高频感应钎焊，将马氏体不锈钢螺柱与奥氏体不锈钢螺帽连接为一体。
（2）此发明方法实现了对异种不锈钢接头处的局部加热，防止奥氏体不锈钢螺帽结构因过热引起结构变形，而导致奥氏体不锈钢螺帽和马氏体不锈钢螺柱配合不当，同时有效地避免了马氏体不锈钢螺柱因过热导致的晶粒长大、硬度降低而引起产品性能下降。
（3）此方法焊接接头质量可靠，生产成本低，焊接成品率在95%以上，适于大批量生产。
（4）此发明采用高频感应钎焊焊接航空发动机异种不锈钢喷油嘴螺母，实现了对待焊件局部位置的加热，降低了非焊接位置的温度场，减小了待焊件的受热变形，使奥氏体不锈钢螺帽和马氏体不锈钢螺柱的配合保持在合理范围内，同时，控制热影响区的晶粒度大小，从而使得马氏体不锈钢螺柱部位仍保持了较高的硬度。
（5）此发明的喷油嘴适应用于多种型号发动机，可广泛应用于航空、汽车等领域。
此发明涉及一种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊方法及钎焊装置，具体涉及一种发动机异种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊方法及钎焊装置，属于异种不锈钢材料螺柱、螺帽配合结构的感应钎焊领域。
2背景技术
喷油嘴作为飞机、汽车发动机的重要组成部件之一，它的工作好、坏将严重地影响发动机的性能。对其螺柱部分的硬度，螺柱、螺母结合处焊缝的密封性均有较高的要求。随着相关工业的发展，发动机功率更大，燃油效率更高，这些都要求喷油嘴具有更高的质量和可靠性保证。
喷油嘴螺母焊接件由螺帽和螺柱两部分连接形成，常规异种不锈钢的连接可采用熔焊、钎焊等方式实现，而喷油嘴螺母的螺帽为薄壁结构且与螺柱厚度差异较大，焊缝位置尺寸精度要求很高，不宜采用熔焊等方法。采用炉中钎焊或盐浴钎焊等常规钎焊生产过程中，待焊件完全处于焊接热源的高温环境中，由于螺帽平均壁厚小于1 mm，而现有焊接过程中，由于焊接热循环变形大，引起喷油嘴螺帽和螺柱配合不当，导致产品失效，且采用现有钎焊方法，不能观察到钎料环熔化时钎料润湿铺展的情况，螺柱部分整体均受到焊接热循环影响而导致晶粒度过大，硬度下降，从而导致产品不合格。
3发明内容此发明的目的是为了解决上述问题，进而提供一种发动机异种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊方法及钎焊装置。
如图1所示为发动机异种不锈钢喷油嘴螺母的钎焊装置，它包括石墨上盖板1、石墨下盖板2、奥氏体不锈钢螺帽3、开口钎料环4、感应线圈5、马氏体不锈钢螺柱6、配重压块7、石英玻璃管8和测温热电偶9，石墨上盖板1的中心开有氩气输入孔1-1，石墨下盖板2的中心开有氩气输出孔2-1，石墨下盖板2设置在石英玻璃管8的下端口上，石墨下盖板2上开有2个氩气排出通道2-2，且2个氩气排出通道2-2均与氩气输出孔2-1相连通，马氏体不锈钢螺柱6的中心设有喷油嘴螺柱通孔6-1，奥氏体不锈钢螺帽3的中心设有喷油嘴螺帽通孔3-1，马氏体不锈钢螺柱6设置在石墨下盖板2上，奥氏体不锈钢螺帽3设置在马氏体不锈钢螺柱6上，配重压块7的中心设有配重压块通孔7-1，氩气输入孔1-1、氩气输出孔2-1、配重压块通孔7-1的中心线、喷油嘴螺柱通孔6-1的中心线与喷油嘴螺帽通孔3-1的中心线重合，配重压块7设置在奥氏体不锈钢螺帽3上，开口钎料环4设置在马氏体不锈钢螺柱6与奥氏体不锈钢螺帽3之间，石墨上盖板1盖装在石英玻璃管8的上端口上，测温热电偶9穿过氩气输入孔1-1设置在奥氏体不锈钢螺帽3上，感应线圈5套装在石英玻璃管8的外壁上。
3.1此发明的技术方案
（1）除去马氏体不锈钢螺柱6和奥氏体不锈钢螺帽3连接处的氧化膜，然后将马氏体不锈钢螺柱6和奥氏体不锈钢螺帽3浸入丙酮中超声清洗30 min。
（2）将HLCuNi3020.2钎料绕成圆环，形成开口钎料环4，将开口钎料环4浸入丙酮中超声清洗30 min。
（3）将步骤二中开口钎料环4的表面涂覆硼砂钎剂并与步骤一中的马氏体不锈钢螺柱6、奥氏体不锈钢螺帽3进行装配，在奥氏体不锈钢螺帽3上加载配重压块7，得到由奥氏体不锈钢螺帽3、开口钎料环4和马氏体不锈钢螺柱6组成的待焊件10。
（4）将步骤三所得的待焊件10放入石英玻璃管8内，石英玻璃管8的两端通过石墨上盖板1和石墨下盖板2封口，然后通入氩气，在氩气气氛的保护下，采用高频感应加热设备加热待焊件10，并对待焊件10进行高频感应钎焊，焊接工艺参数及过程为：先将感应线圈5置于待焊区H的下端，且感应线圈5位于待焊区H下端3～5 mm的L处，以7～10 ℃/s的升温速率由室温（20～24 ℃）升至800 ℃，待马氏体不锈钢螺柱6上端在热传递作用下达到红热状态时，移动感应线圈5至待焊位置，以7～10 ℃/s的升温速率加热到1 175～1 120 ℃，钎料润湿铺展后，保温5～10 s后停止加热，待降温至80～120 ℃时，停止通入氩气，得到异种不锈钢发动机喷油嘴的螺母。
3.2此发明与现有技术相比之效果
（1）此发明在氩气保护条件下，采用高频感应钎焊，将马氏体不锈钢螺柱与奥氏体不锈钢螺帽连接为一体。
（2）此发明方法实现了对异种不锈钢接头处的局部加热，防止奥氏体不锈钢螺帽结构因过热引起结构变形，而导致奥氏体不锈钢螺帽和马氏体不锈钢螺柱配合不当，同时有效地避免了马氏体不锈钢螺柱因过热导致的晶粒长大、硬度降低而引起产品性能下降。
（3）此方法焊接接头质量可靠，生产成本低，焊接成品率在95%以上，适于大批量生产。
（4）此发明采用高频感应钎焊焊接航空发动机异种不锈钢喷油嘴螺母，实现了对待焊件局部位置的加热，降低了非焊接位置的温度场，减小了待焊件的受热变形，使奥氏体不锈钢螺帽和马氏体不锈钢螺柱的配合保持在合理范围内，同时，控制热影响区的晶粒度大小，从而使得马氏体不锈钢螺柱部位仍保持了较高的硬度。
（5）此发明的喷油嘴适应用于多种型号发动机，可广泛应用于航空、汽车等领域。