CN1099937C - 铜铝薄壁管摩擦焊端面对接工艺 - Google Patents

铜铝薄壁管摩擦焊端面对接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提出铜铝薄壁管摩擦焊端面对接工艺，其特征在于首先将薄壁铝管的焊接端进行缩径，将铜管夹在模具中，铝管夹在带模腔的模具中，铜管旋转，铝管以工进速度V1和压力P1沿轴线向前移动，当两管在缩径斜面接触后，铜管继续旋转，铝管以摩擦速度V2和摩擦压力P2继续沿铜管轴线向前移动，当铜管与铝管模口接触的瞬间，铜管突然停止旋转，同时使铝管突然施以顶锻压力P3向前顶锻，致使铝管被挤压变形，包附在铜管内外侧，连同铝料缩径部分一起被冲掉，清除管内外的铝渣，便可获得令人满意的铜铝薄壁管端面对接焊产品。

Description

铜铝薄壁管摩擦焊端面对接工艺
技术领域：
本发明涉及一种摩擦焊工艺，特别是铜铝薄壁管摩擦焊端面对接工艺。
背景技术：
铜铝薄壁管摩擦对接焊中，对于管壁厚与管外径的比例为1∶8时，国内外现有技术均是将铜管夹在模具中旋转，铝管夹在带模腔的模具中沿轴线向前移动。当两管接触后，铜管继续旋转，铝管继续前移，被挤压的铝包附在管端头处，然后，铜管停止旋转，而铝管向前顶锻，将铝挤压在铜管内侧或外侧。无论日本还是美国，均采用将铜管缩径，对铝管锻压，使其沿铜管内壁或外壁变形，实现铜铝薄壁管端面对接焊。
发明内容：
本发明的目的是设计一种对于壁厚t与外径d之比t∶d≤1∶8的铜铝薄壁管摩擦对接焊提出一种较之现有相关技术工艺难度较低、更容易实现的铜铝薄壁管摩擦焊端面对工艺。
本发明提出的工艺达到了上述发明目的，本铜铝薄壁管摩擦焊端面对接工艺，其特征在于首先将薄壁铝管的焊接端进行缩径，对于缩径尺寸的要求是缩径段外径小于铜管内径0.5～1.0mm，铝管缩径斜度为7～10°，将铜管夹在模具中，铝管夹在带模腔的模具中，铜管旋转，铝管以工进速度V1和压力P1沿轴线向前移动，当两管在缩径斜面接触后，铜管继续旋转，铝管以摩擦速度V2和摩擦压力P2继续沿铜管轴线向前移动，当铜管与铝管模口接触的瞬间，铜管突然停止旋转，同时使铝管突然施以顶锻压力P3向前顶锻，致使铝管被挤压变形，包附在铜管内外侧，连同铝料缩径部分一起被冲掉，清除管内外的铝渣，便可获得令人满意的铜铝薄壁管端面对接焊产品。
本发明提供的工艺利用铝的硬度远小于铜的特性，先使铝管缩径变形，增大摩擦面积，产生足够的摩擦热，再利用顶锻压力，使铜铝薄壁管具有足够的焊接承受力和摩擦热而可靠焊接，并有效去除被挤压出的铝料，使铜铝薄壁管对接焊获得圆满的结果。本工艺的问世，解决了长期以来人们未能有效解决的铜铅薄壁管摩擦焊对接工艺的难题，特别是t∶d≤1∶8规格铜铝薄壁管端面焊问题，大大提高了铜铝管焊接件的使用性能、可靠性和出厂合格率。节约原材料、降低了成本。本工艺具有很好的市场前景。
附图说明：
图1工艺第一步
图2工艺第二步
图3工艺第三步
图4工艺第四步
具体实施方式：一、将铝管焊接端缩径；二、将铜管1夹持在模具4中，以N＝3000r/min速度旋转，伸长量L1＝1
0mm，铝管缩径后外径d1小于铜管内径d0.5～1.0mm。将铝管2夹持
在带有模腔的模具5中，缩径长度L3＝3mm，铝管基体伸长量L2＝3mm，
模腔深度H＝3mm，模腔斜度α＝10°，铝管缩径斜度β＝8°，铝管以
工进压力P1＝160MPa，工进速度V1＝6mm/sec沿铜管轴线向前平
行移动；铜管与铝管缩径斜面接触后，铜管继续以N速旋转，铝管则以P2
＝P1的摩擦压力和摩擦速度V2＝4mm/sec沿铜管轴线向前移动；铝管
斜面同时受到铜管径向和轴向压力摩擦而受到破坏变形，被挤压到外部的铝
料6包附在铜管外部，被挤压到内孔的铝料7则充实在铜铝管衔接处，从而
保证了摩擦焊所必须的摩擦面积和足够的支承力。当铜管与铝管模口接触瞬
间，铜管突然停止旋转，N＝0，同时管突然加压，P3＝228MPa，使
变形铝料连着缩径铝管一起被冲断，从而实现铜铝薄壁管摩擦焊端面对接。
稍加清理即可获得满意的铜铝管端面对接焊产品。
本实施例中的紫铜管标准为GB1527，规格为φ6×0.75，纯铝管标准GB4437，规格为φ6×0.75。

Claims (1)

1、薄壁管摩擦焊端面对接工艺，其特征在于对壁厚(t)与外径(d)之比≤1∶8的铜铝薄壁管，先将薄壁铝管的焊接端进行缩径，对于缩径尺寸的要求是缩径段外径(d1)小于铜管内径(d)0.5～1.0mm，铝管缩径斜度为7～10°，将铜管夹在模具中，铝管夹在带模腔的模具中，令铜管旋转，铝管以工进速度V1和压力P1沿轴线向前移动，当两管在缩径斜面接触后，铜管继续旋转，铝管以摩擦速度V2和摩擦压力P2继续沿铜管轴线向前平行移动至夹持铝管的模口，当铜管与铝管模口接触的瞬间，铜管突然停止旋转，同时铝管突然施以顶锻压力P3向前顶锻，致使铝管被挤压变形，变形铝料包附在铜管内外侧，连同铝管缩径部分一起被冲掉，清除管内外的铝渣，即可获得令人满意的薄壁铜铝管端面摩擦焊。
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