CN105715652B - 一种双金属盲孔螺栓 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供一种双金属盲孔螺栓，包括由不同金属材料制成的头部和杆部，所述头部和杆部之间通过惯性摩擦焊接方法连接在一起。本发明创造能够很好的解决在航空航天器中要求的高承载、盲孔、头部平齐与基体紧固连接安装。
Description
技术领域
本发明创造属于紧固件安装技术领域，尤其涉及一种采用两种不同金属材料，通过惯性摩擦焊接方法连接在一起的盲孔螺栓。
背景技术
在航空航天器中，根据设计需要，有些部位需要进行盲孔螺纹安装、并且要求安装完成后螺栓头部要平齐或低于板材表面。一般，这种情况下会采用内孔扳拧的螺栓来进行安装，但是，这种内孔扳拧式螺栓由于头部具有内孔，承载性能会下降很多，一般的抽芯铆钉也难以获得与板材表面平齐的平整断面结构。
惯性摩擦焊接(Inertia Friction Welding，IFW)是摩擦焊工艺中的一种，卡特彼勒公司在20世纪60年代初发明了惯性摩擦焊，目前世界上比较著名的惯性摩擦焊设备制造商为美国MTI公司。惯性摩擦焊通过在待焊材料之间摩擦，产生热量，在顶锻力的作用下材料发生塑性变形与流动，进而连接母材。惯性摩擦焊可焊接异种金属，焊接过程中不易造成漏焊，缺陷极少，多用于压气机转子的生产。
发明内容
本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种双金属盲孔螺栓，可以获得平整、光滑度好的断面结构。
本发明创造提供的一种双金属盲孔螺栓，包括由不同金属材料制成的头部和杆部，所述头部和杆部之间通过惯性摩擦焊接方法连接在一起。
所述杆部优选地采用钛合金材料。所述头部可采用价格便宜、焊接性能良好的普通金属材料，如低碳钢、低合金钢等。
所述头部和杆部分别具有头部焊接部和杆部支撑部，所述头部和杆部分别通过所述头部焊接部和杆部支撑部的端面之间的惯性摩擦焊接连接在一起，所述头部焊接部和杆部支撑部的外径介于头部的大径与杆部的大径之间。进一步，所述杆部支撑部为实心结构。
所述头部还设有扳拧头部。优选的，所述扳拧头部为六方头。
所述杆部还依次设有光杆部分和螺纹部分，光杆部分位于所述杆部支撑部与螺纹部分之间。优选的，所述螺纹部分采用具有防松性能优越的施必牢螺纹。
本发明创造结构简单、便于加工，采用双金属与惯性摩擦技术连接，能够很好的解决在航空航天器中要求的高承载、盲孔、头部平齐与基体紧固连接安装，且安装稳定性好、抗拉抗剪以及抗疲劳强度优异。
附图说明
图1是本发明创造一种实施方式的整体结构示意图；
图2是施必牢螺纹的装配结构示意图；
图3是施必牢螺纹的30°楔形斜面的结构示意图；
图4是本发明创造安装时头部断裂前的结构示意图；
图5是本发明创造安装时头部断裂后的结构示意图。
其中，1-头部；11-扳拧头部；12-头部焊接部；2-杆部；21-杆部支撑部；22-光杆部分；23-螺纹部分；231-楔形斜面；3-焊缝。
具体实施方式
下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。
本发明创造结构一种实施方案如图1所示，包括由不同金属材料制成的头部1和杆部2，所述头部1和杆部2之间通过惯性摩擦焊接方法连接在一起，连接部分形成焊缝3。
所述杆部2优选地采用钛合金材料，钛合金强度高、密度小，同时可以通过装配工具将头部1从焊缝3位置拧断，使其在装配状态下具有较小的重量，非常适于航空航天的需要。所述头部1可采用价格便宜、焊接性能良好的普通金属材料，如低碳钢、低合金钢等。
所述头部1和杆部2分别具有头部焊接部12和杆部支撑部21，所述头部1和杆部2分别通过所述头部焊接部12和杆部支撑部21的端面之间的惯性摩擦焊接连接在一起，所述头部焊接部12和杆部支撑部21的外径介于头部1的大径与杆部2的大径之间，使得焊接连接部分具有更适宜和稳定的连接面积，同时安装后具有较大外径的杆部支撑部21与被安装基体紧密接触，是疲劳强度的主要承载部分，能够起到更好的防松作用。进一步，所述杆部支撑部21为实心结构，能够承受较强的拉拉疲劳。
所述头部1还设有扳拧头部11，便于安装过程中安装工具的夹持扳拧。优选的，所述扳拧头部11为六方头。
所述杆部2还依次设有光杆部分22和螺纹部分23，光杆部分22作为杆部支撑部21与螺纹部分23的过渡部分，是抗拉、抗剪强度的主要承载部分，螺纹部分23主要作用是与被安装基体连接。优选的，所述螺纹部分23采用具有防松性能优越的施必牢螺纹，能够保证产品在安装后具有更加优异的防松性能，如图2-3所示，施必牢的螺纹形状是在它的牙根上有一种独特的30°楔形斜面231，这种楔形斜面231是用特别的施必牢工具制作完成的，当装配时，外螺纹的牙顶就紧紧地顶在施必牢螺纹30°的楔形斜面231上，这样，就可以防止相对于母螺纹产生的任何螺纹的横向移动。
如图4-5所示，在使用过程中，用六角扳拧的安装工具夹持扳拧头部11，将此结构的双金属盲孔螺栓固定旋转，向被安装基体的安装孔内安装，当向内旋转到一定位置，杆部2的杆部支撑部21的支承面接触到安装孔的台阶面时，安装的扳拧阻力开始变大，当安装阻力超出焊缝3所能承受的力值时，头部1沿着焊缝3从杆部2断裂开，安装过程结束。安装后，杆部支撑部21不高出安装孔；由于采用惯性摩擦焊技术，焊缝3断裂面光滑平整，不会对飞行器造成安全隐患。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双金属盲孔螺栓，包括由不同金属材料制成的头部和杆部，所述头部和杆部之间通过惯性摩擦焊接方法连接在一起；所述头部和杆部分别具有头部焊接部和杆部支撑部，所述头部和杆部分别通过所述头部焊接部和杆部支撑部的端面之间的惯性摩擦焊接连接在一起，所述头部焊接部和杆部支撑部的外径介于头部的大径与杆部的大径之间；所述惯性摩擦焊接的部位用于安装后使头部与杆部断开。
2.根据权利要求1所述的一种双金属盲孔螺栓，其特征在于，所述杆部采用钛合金材料。
3.根据权利要求1所述的一种双金属盲孔螺栓，其特征在于，所述杆部支撑部为实心结构。
4.根据权利要求1所述的一种双金属盲孔螺栓，其特征在于，所述杆部还依次设有光杆部分和螺纹部分，光杆部分位于所述杆部支撑部与螺纹部分之间。
5.根据权利要求4所述的一种双金属盲孔螺栓，其特征在于，所述螺纹部分采用施必牢螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种双金属盲孔螺栓，其特征在于，所述头部还设有扳拧头部。
7.根据权利要求6所述的一种双金属盲孔螺栓，其特征在于，所述扳拧头部为六方头。
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