CN109514209A - 一种卫浴金属壳体的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及摩擦焊接领域，具体是一种卫浴金属壳体的制作方法，具体步骤如下：S1、选择直径为10‑80mm的金属件，加工成阀芯安装管和出水管；S2、选择直径为10‑80mm，壁厚为1‑20mm的金属件，加工成阀控管1、进水管和连接管；S4、对阀芯安装管和连接管进行摩擦焊接，得到处理工件A；S5、将处理工件A与阀控管进行摩擦焊接得到处理工件B；S6、将处理工件B与进水管焊接得到处理工件C；S7、将处理工件C与出水管焊接得到成品。本发明的优点在于采用摩擦焊接方法代替传统的铸造工艺，通过设计相应的零件和焊接组合，达到外观要求和卫浴产品功能要求。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦焊接领域，具体是一种卫浴金属壳体的制作方法。
背景技术
卫浴行业领域的各种金属壳体的制造方法，大部分采用重力铸造方法，重力铸造不可避免采用砂芯和熔炉，产生废砂、废渣、废气、粉尘等。目前铸造出来的产品经过去除冒口后进行加工，无法避免冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等缺陷，造成水龙头漏水，电镀出现不良品，整体良品率低，成本高。
针对重力铸造的不足市场上出现一种新的制造方法，采用焊接方法解决制造不锈钢、铜合金、锌合金卫浴产品，焊接方法如：氩弧焊铜合金产生白色氧化锌白雾有毒气体，焊接区域还会有杂质和气孔等缺陷，无法避免缺陷；铜合金银钎焊产生有毒气体，焊接区域也无法避免杂质、气孔等缺陷。常规的焊接方法无法解决焊接过程气体污染、光污染和局部缺陷问题。为此需要设计一种新的满足不同材质、不同外形、不同功能和无焊接缺陷的制造工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卫浴金属壳体的制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种卫浴金属壳体的制作方法，具体步骤如下：
S1、选择直径为10-80mm的金属件，金属件的端部通过锻造、挤压成圆形，随后加工成阀芯安装管和出水管；
S2、 选择直径为10-80mm，壁厚为1-20mm的金属件，金属件的端部通过锻造、挤压成圆形，随后加工成阀控管1、进水管和连接管；
S4、对阀芯安装管和连接管进行摩擦焊接，将连接管固定在旋转夹具上，阀芯安装管固定在滑动夹具上，启动旋转端，阀芯安装管2的2b面和连接管的4b面相互接触进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第一外部飞边和第一内部飞边，得到处理工件A；
S5、将处理工件A固定在滑动夹具上，阀控管固定在旋转夹具上，阀控管的1a面和阀芯安装管的2a面相互接触，启动旋转端进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第四内部飞边和第四外部飞边，得到处理工件B；
S6、将处理工件B固定在滑动夹具上，进水管固定在旋转夹具上，阀芯安装管的2c面和进水管的3a面相互接触，启动旋转端进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第三外部飞边和第三内部飞边，得到处理工件C；
S7、将处理工件C固定在滑动夹具上，出水管固定在旋转夹具上，连接管的4a面和出水管的5a面相互接触，启动旋转端进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第二外部飞边和第二内部飞边，得到成品。
作为本发明进一步的方案：所述阀控管、阀芯安装管、进水管、连接管和出水管采用钛合金、铜合金、不锈钢、铝合金或锌合金制成。
作为本发明再进一步的方案：所述铜合金为铜锌合金或纯铜，其中铜合金中铜含量60-74%，锌含量26-40%，锌合金中锌含量94-100%，铝含量0-6%。
作为本发明再进一步的方案：所述阀控管、阀芯安装管、进水管、连接管和出水管为铜合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-228KN, 旋转的速度为450-3750r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-280KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-370KN，保压2-10s。
作为本发明再进一步的方案：所述阀控管、阀芯安装管、进水管、连接管和出水管为钛合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-355KN, 旋转的速度为650-5500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-420KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-580KN，保压2-10s。
作为本发明再进一步的方案：所述阀控管、阀芯安装管、进水管、连接管和出水管为不锈钢材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为550-4500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-520KN，保压2-10s。
作为本发明再进一步的方案：所述阀控管、阀芯安装管、进水管、连接管和出水管为铝合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-205KN, 旋转的速度为650-4000r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-260KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-380KN，保压2-10s。
作为本发明再进一步的方案：所述阀控管、阀芯安装管、进水管、连接管和出水管为锌合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-195KN, 旋转的速度为750-3750r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为700-260KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-390KN，保压2-10s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的优点在于采用摩擦焊接方法代替传统的铸造工艺，通过设计相应的零件和焊接组合，达到外观要求和卫浴产品功能要求，如过水、内部加软管过水，外观要求，使传统的制造方法改为模块化生产，减少废水、废气和固体废弃物排放。通过改变不同模块的设计，加工，摩擦焊接和机械加工获得不同外形和不同功能的卫浴金属壳体，通过改变不同的材质获得如锌合金龙头，不锈钢龙头、铝合金龙头等。
附图说明
图1为卫浴金属壳体焊接前的结构示意图。
图2为卫浴金属壳体焊接过程的结构示意图。
图3为卫浴金属壳体焊接后的结构示意图。
图中：1-阀控管、2-阀芯安装管、3-进水管、4-连接管、5-出水管、6-第一外部飞边、7-第一内部飞边、8-第二外部飞边、9-第二内部飞边、10-第三外部飞边、11-第四外部飞边、12-第四内部飞边、13-第三内部飞边。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1~3；
本发明实施例中，一种卫浴金属壳体的制作方法，具体步骤如下：
S1、选择直径为10-80mm的金属件，金属件的端部通过锻造、挤压成圆形，加工成阀芯安装管2和出水管5，该加工方式采用现有的加工方法，本申请对此不再进行赘述；
S2、 选择直径为10-80mm，壁厚为1-20mm的金属件，金属件的端部通过锻造、挤压成圆形，加工成阀控管1、进水管3和连接管4，该加工方式采用现有的加工方法，本申请对此不再进行赘述；
S4、对阀芯安装管2和连接管4进行摩擦焊接，具体的，将连接管4固定在旋转夹具上，阀芯安装管2固定在滑动夹具上，启动旋转端，阀芯安装管2的2b面和连接管4的4b面相互接触进行摩擦焊接，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为450-5500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到900-520KN，保压2-10s，卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第一外部飞边6和第一内部飞边7，得到处理工件A；
S5、将处理工件A固定在滑动夹具上，阀控管1固定在旋转夹具上，阀控管1的1a面和阀芯安装管2的2a面相互接触，启动旋转端，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为450-5500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到900-520KN，保压2-10s，卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第四内部飞边12和第四外部飞边11，得到处理工件B；
S6、将处理工件B固定在滑动夹具上，进水管3固定在旋转夹具上，阀芯安装管2的2c面和进水管3的3a面相互接触，启动旋转端，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为450-5500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到900-520KN，保压2-10s，卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第三外部飞边10和第三内部飞边13，得到处理工件C；
S7、将处理工件C固定在滑动夹具上，出水管5固定在旋转夹具上，连接管4的4a面和出水管5的5a面相互接触，启动旋转端，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为450-5500r/min转速，摩擦时间为5-5s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到900-520KN，保压2-10s，卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第二外部飞边8和第二内部飞边9，得到成品。
需说明的是，阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5采用钛合金、铜合金、不锈钢、铝合金或锌合金制成，优选的，钛合金可以是TC4、TA1、TA2；不锈钢可以为304、316、316L；铜合金为铜锌合金或纯铜，其中铜合金中铜含量60-74%，锌含量26-40%，铝合金为6063、6061、6062，5083，锌合金中锌含量94-100%，铝含量0-6%。
在具体实施过程中，阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5的断面可以是等直径也可以是不等直径，可以是壁厚一致也可以是壁厚不一致，可以是管件和面也可以实心管件和实心件之间的摩擦焊接，安装灵活多变。
实施例一
当阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5为铜合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-228KN, 旋转的速度为450-3750r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-280KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-370KN，保压2-10s。
实施例二
当阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5为钛合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-355KN, 旋转的速度为650-5500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-420KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-580KN，保压2-10s。
实施例三
当阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5为不锈钢材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为550-4500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-520KN，保压2-10s。
实施例四
当阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5为铝合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-205KN, 旋转的速度为650-4000r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-260KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-380KN，保压2-10s。
实施例五
当阀控管1、阀芯安装管2、进水管3、连接管4和出水管5为锌合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-195KN, 旋转的速度为750-3750r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为700-260KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-390KN，保压2-10s。
当然，能实现本焊接技术方案的各种形状和材料配比及压力范围都是在本专利基础上的类似技术方案，都应属于本专利保护的范围，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
本发明的优点在于采用摩擦焊接方法代替传统的铸造工艺，通过设计相应的零件和焊接组合，达到外观要求和卫浴产品功能要求，如过水、内部加软管过水，外观要求，使传统的制造方法改为模块化生产，减少废水、废气和固体废弃物排放。通过改变不同模块的设计，加工，摩擦焊接和机械加工获得不同外形和不同功能的卫浴金属壳体，通过改变不同的材质获得如锌合金龙头，不锈钢龙头、铝合金龙头等。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，能实现本焊接技术方案的各种形状和材料配比及压力范围都是在本专利基础上的类似技术方案，都应属于本专利保护的范围，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、选择直径为10-80mm的金属件，金属件的端部通过锻造、挤压成圆形，随后加工成阀芯安装管（2）和出水管（5）；
S2、 选择直径为10-80mm，壁厚为1-20mm的金属件，金属件的端部通过锻造、挤压成圆形，随后加工成阀控管（1）、进水管（3）和连接管（4）；
S4、对阀芯安装管（2）和连接管（4）进行摩擦焊接，将连接管（4）固定在旋转夹具上，阀芯安装管（2）固定在滑动夹具上，启动旋转端，阀芯安装管（2）的2b面和连接管（4）的4b面相互接触进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第一外部飞边（6）和第一内部飞边（7），得到处理工件A；
S5、将处理工件A固定在滑动夹具上，阀控管（1）固定在旋转夹具上，阀控管（1）的1a面和阀芯安装管（2）的2a面相互接触，启动旋转端进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第四内部飞边（12）和第四外部飞边（11），得到处理工件B；
S6、将处理工件B固定在滑动夹具上，进水管（3）固定在旋转夹具上，阀芯安装管（2）的2c面和进水管（3）的3a面相互接触，启动旋转端进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第三外部飞边（10）和第三内部飞边（13），得到处理工件C；
S7、将处理工件C固定在滑动夹具上，出水管（5）固定在旋转夹具上，连接管（4）的4a面和出水管（5）的5a面相互接触，启动旋转端进行摩擦焊接，摩擦焊接时间为7-55s，随后卸载压力，去除工件上焊接区域外部和内部的第二外部飞边（8）和第二内部飞边（9），得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述阀控管（1）、阀芯安装管（2）、进水管（3）、连接管（4）和出水管（5）采用钛合金、铜合金、不锈钢、铝合金或锌合金制成。
3.根据权利要求2所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述铜合金为铜锌合金或纯铜，其中铜合金中铜含量60-74%，锌含量26-40%，锌合金中锌含量94-100%，铝含量0-6%。
4.根据权利要求3所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述阀控管（1）、阀芯安装管（2）、进水管（3）、连接管（4）和出水管（5）为铜合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-228KN, 旋转的速度为450-3750r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-280KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-370KN，保压2-10s。
5.根据权利要求3所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述阀控管（1）、阀芯安装管（2）、进水管（3）、连接管（4）和出水管（5）为钛合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-355KN, 旋转的速度为650-5500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-420KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-580KN，保压2-10s。
6.根据权利要求3所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述阀控管（1）、阀芯安装管（2）、进水管（3）、连接管（4）和出水管（5）为不锈钢材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-245KN, 旋转的速度为550-4500r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-400KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-520KN，保压2-10s。
7.根据权利要求3所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述阀控管（1）、阀芯安装管（2）、进水管（3）、连接管（4）和出水管（5）为铝合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-205KN, 旋转的速度为650-4000r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为800-260KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-380KN，保压2-10s。
8.根据权利要求3所述的一种卫浴金属壳体的制作方法，其特征在于，所述阀控管（1）、阀芯安装管（2）、进水管（3）、连接管（4）和出水管（5）为锌合金材料，在摩擦焊接时，初始的摩擦压力为500-195KN, 旋转的速度为750-3750r/min转速，摩擦时间为5-45s，继续加大摩擦压力为700-260KN，摩擦时间3-50s，增加摩擦压力到1000-390KN，保压2-10s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190326 |
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