CN104057193A - 管路件电阻对焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管路件电阻对焊方法，本发明解决的技术问题是提供一种管路件电阻对焊方法，达到控制异种金属管路件焊接温度的目的。采用的技术方案是一种改变待焊金属电阻热的电阻对焊方法，第一步是选取焊接管，第二步是制作电极，焊接设备包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极设有固定管路件的中心孔，第一电极和/或第二电极的焊接侧留有缺口，将辅助电极嵌装在缺口内，辅助电极也设有夹持管路件的中心孔；第三步固定管路件；第四步是进行焊接，启动焊接设备，完成电阻对焊。本方案中辅助电极起到分流作用，还可以吸收管路件内部的电阻热，调整管路件待焊区域产生热量的目的。

Description

管路件电阻对焊方法
技术领域
本发明涉及一种管路件电阻对焊方法，特别是涉及一种异种金属材料管路的电阻对焊方法。
背景技术
对接电阻焊是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的电阻焊接方法，常用于线、棒、管类材料或环形工件的对接。
两个工件实施电阻对焊时，待焊的两个工件分别置于左右两个夹钳电极中，两工件端面始终压紧，当电流经夹钳电极和工件，形成焊接变压器的次级回路时，电流会在工件内产生电热组，电热组加热工件焊接处至塑性状态，然后迅速施加顶锻压力（或者不施加顶锻压力只保持焊接时压力），完成工件对接。
异种金属管（例如：铜铝管、铝钢管）在进行电阻对焊时，如何控制异种金属管焊接部同时处于熔融状态，实现良好焊接，以及对于容易发生高温失稳的工件（铝管-铝管）来说，如何控制合适的焊接温度，成为本领域研究的重要技术问题。目前，尚没有简单有效的方法完成有效控制，实现异种金属之间的电阻对接焊。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种管路件电阻对焊方法，达到控制异种金属管路件焊接温度的目的。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种改变待焊金属电阻热的电阻对焊方法，
第一步是选取焊接管，选取两根待焊的管路件； 第二步是制作电极，焊接设备包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极设有固定管路件的中心孔，第一电极和/或第二电极的焊接侧留有缺口，将辅助电极嵌装在缺口内，辅助电极也设有夹持管路件的中心孔； 第三步固定管路件，将选取的管路件分别夹持在第一电极和第二电极上； 第四步是进行焊接，启动焊接设备，完成电阻对焊。
和现有技术相比，本方案中涉及一个辅助电极，该辅助电极设置在管路件的焊接端外壁上，在焊接电路中与管路件形成并联，这样对管路件来说，辅助电极起到分流作用，使管路件上的电阻热降低，具体可以通过实际需要，选择不同材料的辅助电极，实现有效的分流效果，同时因热传递现象，辅助电极还可以吸收管路件内部的电阻热，从而调整管路件待焊区域产生热量的目的。
基于上述方案，本发明还做如下改进：
所述第一电极和第二电极分别由上、下夹钳电极组成，且第一电极和第二电极的上、下夹钳电极分别设有截面呈半圆形的凹槽，所述第一电极和第二电极的中心孔由第一电极与第二电极的上、下夹钳电极凹槽装配形成。
所述辅助电极由上、下辅助电极组成，辅助电极的上、下辅助电极上开设截面呈半圆形的凹槽，辅助电极的中心孔由上、下辅助电极凹槽装配形成。
所述第一电极和/或第二电极焊接侧的缺口呈燕尾状，辅助电极和缺口为过盈配合。
所述辅助电极和第一电极焊接侧齐平。
管路件的焊接端和辅助电极焊接侧齐平，L=nd/k， 其中， L是辅助电极的长度；d是管路件外径；k是辅助电极的稳定系数，n取值范围0.5~2.5。
所述第一电极和第二电极的材料是铬锆铜。
第一电极和/或第二电极上设有冷却水槽。
附图说明
图1是本发明中实施例1的结构示意图。
图2是图1中第一电极的侧视图。
图3是实施例2的结构示意图。
图中，1.第一电极；2.第二电极；3.辅助电极。
具体实施方式
本发明的构思是：在异种管电阻焊接时，由于管路件之间的电阻率和熔点不同，导致不能同时达到焊接状态，以及异种管、同种管在焊接时可能存在失稳现象，本发明通过设置辅助电极，将辅助电极并联在管路件上，增加电流的通道，从而降低通路的总电阻，改变管路件本身的电阻热，同时因热传递现象，辅助电极还可以吸收管路件内部的电阻热，从而调整管路件产生热量的目的。
实施例1
第一步选取两根待焊的管路件，分别是铜管和铝管，铜的电阻率是16.73（nΩ·m)左右，铝的电阻率是26.55（nΩ·m)左右。铜管的焊接端缩口。
第二步是制作电极，如图1、2所示，选取焊接设备，焊接设备设有夹钳电极，夹钳电极包括第一电极1和第二电极2，第一电极1和第二电极2均由上、下夹钳电极组成，第一电极1和第二电极2的上、下夹钳电极设有截面为半圆形的凹槽，使得第一电极1和第二电极2在装配后形成中心孔，铝管和铜管分别固定在第一电极1和第二电极2的中心孔内，中心孔的直径应当根据铝管和铜管的直径加工，满足固定铝管和铜管装配的要求。
本实施例中的夹钳电极，可以通过如下方法加工：首先在一体的夹钳电极上标注中心线，加工中心孔，然后用细丝线切割一分为二，形成上、下夹钳电极。夹钳电极优选铬锆铜材料做成。
由于铝管的电阻率较铜管高，同样电流下，铝管的电阻热高，为了满足铜管和铝管同时达到熔融状态，改变了夹持铝管侧的第一电极的结构，第一电极1的焊接侧设有缺口，该缺口内部装有辅助电极3，辅助电极3由上、下辅助电极组成，上、下辅助电极结构和夹钳电极类似，也设有夹持管路件的中心孔，第一电极上的缺口呈燕尾状，辅助电极3外部轮廓和缺口对应，实现过盈配合，并且辅助电极3的焊接侧和第一电极1的焊接侧齐平。
辅助电极3可选择电阻系数低于铬锆铜，硬度、耐热性能高于铬锆铜的材料做成。
通常情况下，辅助电极3可以选用以下材料：黄铜、钛合金、氮化硅、金刚石，具体可根据待焊管路件之间需要调整的电阻热的大小确定。
第三步是固定管路件，将铝管固定在焊接设备的第一电极1上，将铜管固定在焊接设备的第二电极2上，铝管的焊接端和第一电极1上的辅助电极3焊接侧齐平，这样对于电阻高、发热后易失稳的铝管来说，可减少发热量且不会压溃，从而提高铝管的焊接效果，此时应将辅助电极的长度L按照如下方法设计：L=nd/k，其中，d是铝管的外径；k是稳定系数，与辅助电极的材料有关（黄铜k=0.2~0.3、钛合金k=0.5~0.7、氮化硅k=0.6~0.8、金刚石k=0.7~0.9）；n为系数，n的取值范围是（0.5~2.5），n值与待焊异种材料电阻率的差异量和待焊管路的直径有关，电阻率差异量越大，待管管路的外径越大，n越大，本实施例中，辅助电极为钛合金，管路直径10mm,系数n=1.0，管路直径10mm，辅助电极长度L=15mm。
符合上述公式的辅助电极能够较好的包覆管路件的焊接端，对管路件焊接端的热稳定性控制效果好。
第四步是进行焊接，启动焊接设备，，完成电阻对焊。
作为进一步改进，第一电极1和第二电极2上还设有冷水槽。
实施例2
本实施例中，选用铝管-铝管对焊。如图3所示，为了防止铝管高温失稳，在第一电极1和第二电极2上均设辅助电极3，辅助电极装配结构和实施例1中第一电极1上辅助电极的安装方式相同，两根待焊铝管分别安装在第一电极1和第二电极2上，然后进行对焊。由于铝管熔点较低，可以选择黄铜制作辅助电极，系数n为0.5。
实施例3
当管路件为铝管-304不锈钢管时，铝管电阻率26.55（nΩ·m)，304不锈钢管的电阻率是73（nΩ·m)，将不锈钢管置于镶有辅助电极的第一电极侧，铝管置于第二电极侧，铝管端缩口，其余同实施例1。

Claims (8)

1.一种管路件电阻对焊方法，其特征在于： 第一步是选取焊接管，选取两根待焊的管路件； 第二步是制作电极，焊接设备包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极设有固定管路件的中心孔，第一电极和/或第二电极的焊接侧留有缺口，缺口内嵌装辅助电极，辅助电极也设有夹持管路件的中心孔； 第三步固定管路件，将选取的管路件分别夹持在第一电极和第二电极上； 第四步是进行焊接，启动焊接设备，完成电阻对焊。
2.根据权利要求1所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：所述第一电极和第二电极分别由上、下夹钳电极组成，且第一电极和第二电极的上、下夹钳电极分别设有截面呈半圆形的凹槽，所述第一电极和第二电极的中心孔由第一电极与第二电极的上、下夹钳电极凹槽装配形成。
3.根据权利要求1或2所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：所述辅助电极由上、下辅助电极组成，辅助电极的上、下辅助电极上开设截面呈半圆形的凹槽，辅助电极的中心孔由上、下辅助电极凹槽装配形成。
4.根据权利要求1或2所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：所述第一电极和/或第二电极焊接侧的缺口呈燕尾状，辅助电极和缺口为过盈配合。
5.根据权利要求1或2所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：所述辅助电极和第一电极焊接侧齐平。
6.根据权利要求1或2所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：管路件的焊接端和辅助电极焊接侧齐平，L=nd/k， 其中， L是辅助电极的长度；d是管路件外径；k是辅助电极的稳定系数，n取值范围0.5~2.5。
7.根据权利要求1或2所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：所述第一电极和第二电极的材料是铬锆铜。
8.根据权利要求1或2所述管路件电阻对焊方法，其特征在于：第一电极和/或第二电极上设有冷却水槽。
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