CN101702353B - 一种异种金属连接的软接头及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异种金属连接的软接头及连接方法，该软接头由螺杆按顺序穿有垫片，螺栓套筒，金属法兰，软质绝缘材料，硬质绝缘材，软质绝缘材料，金属法兰，螺栓套筒，垫片的孔中用螺母将其固紧连接。本发明采用软硬组合的密封方式，解决了软质材料厚度增加后，接头的刚性差，从而保证长时间使用以及硬质材料密封性能。采用螺栓套筒，可以有效的绝缘螺栓与金属的接触，并且可以控制螺栓套筒的长度，使得软质密封材料在紧固过程中不会被过度的挤出。这种结构可以密封管道的圆形法兰，也可以密封船体其他结构的非圆形结构法兰。

Description

一种异种金属连接的软接头及连接方法

技术领域

本发明涉及一种金属连接的软接头，尤其涉及一种异种金属连接的软接头及连接方法。

背景技术

传统的异种金属连接主要用焊接连接，但采用焊接的方法进行异种金属的连接会带来非常多的问题，如焊接性差，造成焊接缺陷，影响使用；焊接的加热会影响已经加工好的设备和部件的尺寸精度，同时也会破坏非金属材料；最重要的还会带来系统的腐蚀问题。尽管螺栓连接可以解决焊接带来的许多问题，但每种材料都有其固有的电极电位，当两种材料由于电极电位的不同，在同处于电解质溶液中时，如：海水会产生由微电池作用的电化学腐蚀，处于阳极的材料会被加速腐蚀。微电池的外电路是由电解质组成，其介质流动的速度影响了腐蚀的速度。微电池的内电路由溶液和溶液的薄膜组成，其电阻越小，腐蚀的电流越大，腐蚀就越严重。对于微电池的外电路通常的解决的方法是增加两种材料的距离，使微电池的作用由于两个电极距离的增大而失效。对于微电池的内电路，解决的方法是用绝缘的材料将两种材料隔开，使其不能形成回路，进而防止电化学腐蚀的发生。螺栓连接时为了解决密封问题通常采用密封材料，密封材料也有许多种，有的导电，有的不导电，有硬质材料也有软质材料。软质材料的密封性好，但厚度增加后，接头的刚性太差，也不能保证长时间的使用。硬质材料厚度增加后，虽能保证接头的刚性，但密封性能不能保证。并且螺栓的连接使得已经用绝缘材料绝缘的两种金属又连接到了一起。

发明内容

本发明的目的要解决的技术问题是提供一种既能保证异种金属连接的刚度又能保证其密封性能并能减少异种金属腐蚀的软接头及连接方法.

为了达到上述的目的，本发明解决上述问题的技术方案是：一种异种金属连接的软接头，由金属法兰1、2，2个螺栓套筒3，2片软质密封材料4，硬质密封材料5，螺栓6，螺母8，2片垫片7组成；所述的螺栓6按顺序穿有垫片7，螺栓套筒3，金属法兰1，软质绝缘材料4，硬质绝缘材料5，软质绝缘材料4，金属法兰2，螺栓套筒3，垫片7的孔中用螺母8将其固紧连接。

上述所述的螺栓套筒3为非金属T形圆管套筒。

上述所述的金属法兰1、2为两种不同的金属材料。

为了达到上述的目的，本发明解决上述问题的另一技术方案是：

一种异种金属连接的软接头的连接方法，其步骤如下：

步骤1：将硬质绝缘材料5放置两金属法兰1、2之间进行孔配钻，并对硬质绝缘材料5进行加工，使其形状与金属法兰1、2形状相配；

步骤2：将2块软质绝缘材料4用胶分别粘在金属法兰1、2与硬质绝缘材料5相接触的一端面，并固化至少24小时；

步骤3：对覆盖金属法兰1、2孔的软质绝缘材料4开孔；

步骤4：将螺栓6按顺序穿入垫片7、螺栓套筒3、金属法兰1、软质绝缘材料4、硬质绝缘材料5、软质绝缘材料4、金属法兰2、螺栓套筒3、垫片7，用螺母8将其固紧连接；

步骤5：清除挤出的软质绝缘材料4。

上述所述的硬质绝缘材料5的厚度为5.0～20.0mm，体积电阻率为≥1×10¹³Ω.cm，洛氏硬度为HRL≥95，压缩强度为≥75MPa。

上述所述的软质绝缘材料4其厚度为1.0～6.0mm，体积电阻率为≥1×10¹⁰Ω.cm，扯断伸长率为≥250％，回弹性为≥40％，邵氏硬度为A≤60。

上述所述的螺栓套筒3的材料弯曲强度≥200Mpa，冲击强度≥55KJ/m²，密度为1.7～1.8g/cm³。

本发明的一种异种金属连接的软接头及连接方法的优点和有益效果主要体现在以下几点：一是采用软硬组合的密封方式，解决了软质材料厚度增加后，接头的刚性太差，也不能保证长时间使用以及硬质材料密封性能不能保证的问题。二是采用螺栓套筒，可以有效的绝缘螺栓与金属的接触，并且可以控制螺栓套筒的长度，使得软质密封材料在紧固过程中不会被过度的挤出。本发明结构非常灵活，即可以密封管道的圆形法兰，也可以密封船体其他结构的非圆形结构法兰。

附图说明

图1为本发明的结构组合图。

图中：1.金属法兰1，2.金属法兰2，3.螺栓套筒，4.软质密封材料，5.硬质密封材料，6.螺栓，7垫片，8.螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的作进一步的详细说明。

图1所示，本发明的一种金属连接的软接头由金属法兰1、2，2个螺栓套筒3，2片软质密封材料4，硬质密封材料5，螺栓6，螺母8，2片垫片7组成。其中金属法兰1、2的材料分别采用CCS-B级钢和钛合金，金属法兰的形状为不规则的四边板状，金属法兰上共钻有三排116个孔。使用软接头连接时，先将硬质绝缘材料5放置两金属法兰1、2之间进行孔配钻，并对硬质绝缘材料5进行加工，使其形状与金属法兰1、2形状相配；再将2块软质绝缘材料4用胶分别粘在金属法兰1、2与硬质绝缘材料5相接触的一端面，固化24小时以上；然后用工具对覆盖金属法兰1、2孔的软质绝缘材料4进行冲孔后将螺栓6按顺序穿入垫片7、螺栓套筒3、金属法兰1、软质绝缘材料4、硬质绝缘材料5、软质绝缘材料4、金属法兰2、螺栓套筒3、垫片7，用螺母8将其固紧连接；最后清除挤出的软质绝缘材料4。其中，硬质绝缘材料5的厚度为5.0～20.0mm，体积电阻率为≥1×10¹³Ω.cm，洛氏硬度为HRL≥95，压缩强度为≥75MPa；软质绝缘材料4其厚度为1.0～6.0mm，体积电阻率为≥1×10¹⁰Ω.cm，扯断伸长率为≥250％，回弹性为≥40％，邵氏硬度为A≤60；螺栓套筒3的内径比螺栓6的外径大0.2～2.0mm，壁厚为1.0～5.0mm，长度为金属法兰1、2的厚度、硬质绝缘材料5的厚度、两层软质绝缘材料4的厚度、两个螺栓套筒3的T形头部的厚度之和的1/2减去1.0～5.0mm。其中，螺栓套筒3的T形头部的厚度为3～10mm，螺栓套筒3的T形头部的外直径为螺栓6直径加20～50mm。螺栓套筒3的材料弯曲强度≥200Mpa，冲击强度≥55KJ/m²，密度为1.7～1.8g。/c

Claims (7)

1.一种异种金属连接的软接头，其特征在于：由两个金属法兰、两个螺栓套筒、两片软质密封材料、一片硬质密封材料、一根螺栓、一个螺母、两片垫片组成；所述的螺栓按顺序穿入第一垫片、第一螺栓套筒、第一金属法兰、第一软质绝缘材料、硬质绝缘材料和第二软质绝缘材料、第二金属法兰、第二螺栓套筒、第二垫片的孔中，用螺母将其固紧连接。

2.根据权利要求1所述的一种异种金属连接的软接头，其特征在于：所述的第一和第二螺栓套筒均为非金属T形圆管套筒。

3.根据权利要求1所述的一种异种金属连接的软接头，其特征在于：所述的第一和第二金属法兰为异种金属材料。

4.4如权利要求1所述的一种异种金属连接的软接头的连接方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将硬质绝缘材料放置在第一和第二金属法兰之间进行孔配钻，并对硬质绝缘材料进行加工，使其形状与第一和第二金属法兰形状相配；

步骤2：将第一软质绝缘材料和第二软质绝缘材料用胶分别粘在第一金属法兰与所述硬质绝缘材料相接触的一端面和第二金属法兰与所述硬质绝缘材料相接触的一端面，并固化至少24小时；

步骤3：对覆盖第一金属法兰的第一软质绝缘材料和覆盖第二金属法兰的第二软质绝缘材料开孔；

步骤4：将所述螺栓按顺序穿入第一垫片、第一螺栓套筒、第一金属法兰、第一软质绝缘材料、硬质绝缘材料和第二软质绝缘材料、第二金属法兰、第二螺栓套筒、第二垫片，用螺母将其固紧连接；

步骤5：清除挤出的所述第一和第二软质绝缘材料。

5.根据权利要求4所述的一种异种金属连接的软接头的连接方法，其特征在于：所述的硬质绝缘材料的厚度为5.0～20.0mm，体积电阻率为≥1×10¹³Ω.cm，洛氏硬度为HRL≥95，压缩强度为≥75MPa。

6.根据权利要求4所述的一种异种金属连接的软接头的连接方法，其特征在于：所述的第一和第二软质绝缘材料其厚度为1.0～6.0mm，体积电阻率为≥1×10¹⁰Ω.cm，扯断伸长率为≥250％，回弹性为≥40％，邵氏硬度为A≤60。

7.根据权利要求4所述的一种异种金属连接的软接头的连接方法，其特征在于：所述的第一和第二螺栓套筒的材料弯曲强度≥200Mpa，冲击强度≥55KJ/m²，密度为1.7～1.8g/cm³。

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