CN116368324A - 添加剂摩擦搅拌制造过渡接头的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种异种金属制品可包括：包括第一金属材料的第一金属部件、包括第二金属材料的第二金属部件、以及设置在第一金属部件的第一端面和第二金属部件的第一端面之间并将第一金属部件的第一端面结合到第二金属部件的第一端面的过渡接头。添加剂流动材料可被进一步提供给该异种金属制品，以加强第一金属部件和第二金属部件之间的接头。

Description

添加剂摩擦搅拌制造过渡接头的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年11月6日提交的第63/110510号美国临时申请的优先权，其内容通过引用并入本文。

背景技术

过渡接头通常由爆炸焊接的包覆板或包覆管加工而成，以将两种不同的金属(例如铝和钢)彼此结合。然而，在某些应用中，由这些工艺形成的接头的失效可能导致设备损坏、操作员受伤和潜在的生命损失。当过渡接头较大时，生产和现场焊接过程中的风险和困难更为棘手。由于焊接过程中接头部件过热，由固态焊接形成的过渡接头可能会弱化。当连接壁厚较厚的较大零件时，板厚的限制开始影响焊接接头的几何构造以及焊接与焊接界面的接近程度。此外，当需要对具有多个爆炸焊接点的多个夹层和板材进行合格试验时，制造成本相当高。

鉴于与当前可用于制造两种不同金属之间的过渡接头的方法相关的缺点，需要一种过渡接头和制造该过渡接头的工艺，以产生更可靠的接头。

发明内容

在一个实施例中，一种异种金属制品可以包括由第一金属材料形成的第一金属部件、由第二金属材料形成的第二金属部件、以及设置在第一金属部件的第一端面与第二金属部件的第一端面之间并将第一金属部件的第一端面结合到第二金属部件的第一端面的过渡接头。由添加剂流动材料形成的箍环结合到第一金属部件的外表面、第二金属部件的外表面和过渡接头中的每一个。

在一个实施例中，一种生产异种金属制品的方法可以包括：将第一金属部件与第二金属部件对准；在第一金属部件的第一端面和第二金属部件的第一端面之间形成过渡接头；以及围绕所述过渡接头以及第一金属部件的外表面和第二金属部件的外表面的至少一部分形成箍环。第一金属部件可以包括钢或不锈钢，第二金属部件可以包括铝或铝合金。

异种金属制品的示例性实施例可以包括轭和管。轭可以包括轭外表面、形成在轭外表面中的多个凹坑、以及从该外表面径向向外倾斜的喇叭状部分。管可以包括限定管内部的管内表面。喇叭状部分可以设置在管内部中，并且可以抵接管内表面，以在管内表面和轭外表面之间形成间隙。轭和管可以通过摩擦搅拌焊接而连接。添加剂流动材料至少部分地填充所述多个凹坑以及管内表面和轭外表面之间的间隙。

附图说明

将通过参考附图中所示的其特定实施例给出更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了其典型实施例，因此不将这些附图视为对其范围的限制，将通过使用附图以额外的特殊性和细节来描述和解释示例性实施例，其中：

图1是根据一个实施例的异种金属制品；

图2是根据一个实施例的包括爆炸焊接接头的异种金属制品；

图3是根据一个实施例的用于异种金属制品的第一金属部件；

图4是根据一个实施例的包括爆炸焊接接头的异种金属制品；

图5是根据一个实施例的用于异种金属制品的工具夹具组件；

图6A是根据一个实施例的阴工具夹具部件；

图6B是根据一个实施例的阳工具夹具部件；

图7A是根据一个示例性实施例的异种金属制品；

图7B是根据一个示例性实施例的异种金属制品；

图8示出根据一个示例性实施例的轭的纵向截面；

图9A示出根据一个示例性实施例的轭的横向截面；

图9B示出根据一个示例性实施例的轭的纵向截面；

图10示出根据一个示例性实施例的拆卸后的轭和管的纵向截面；以及

图11示出根据一个示例性实施例的组装后的轭和管的纵向截面。

通过以下详细描述以及附图，实施例的各种特征、方面和优点将变得更加明显，在附图和文本中，相同的数字表示相同的部件。所描述的各种特征不一定按比例绘制，而是被绘制为强调与一些实施例相关的特定特征。

本文使用的标题仅用于组织目的，并且不意味着限制说明书或权利要求的范围。为了便于理解，在可能的情况下，使用参考数字来表示所有附图中共同的相同元件。

具体实施方式

现在将详细参考各种实施例。每个示例是通过解释的方式提供的，并且不意味着限制，也不构成对所有可能实施例的限定。

图1示出异种金属制品，即过渡接头管100的示例性实施例。在该示例性实施例中，从截面视图示出了过渡接头管100的上半部分。管100可以包括第一金属部件110和第二金属部件120。在一个示例性实施例中，第一金属部件110可以由诸如不锈钢、碳钢、钛、镍、铝或包括这些材料中的任何一种的合金的材料形成。在一个示例性实施例中，第二金属部件120可以由与形成第一金属部件110的材料不同的材料形成，如不锈钢、碳钢、钛、镍、铝或包括这些材料中的任何一种的合金。然而，应当理解，第一金属部件110和第二金属部件120不限于这些材料或几何构造，并且可以根据具体应用的要求使用其他材料和几何构造。例如但非限制性的，在一个方面，本文所设想的异种金属制品/过渡接头装置可以以片材几何构造提供。

第一金属部件110和第二金属部件120可以通过固态焊接工艺结合在一起。在一个方面，第一金属部件110和第二金属部件120可以通过摩擦搅拌焊接工艺结合在一起，其中通过旋转的非消耗性工具和两个工作表面(例如，第一金属部件的第一端面112和第二金属部件的第一端面122)之间的摩擦产生热量以软化和混合两块金属以产生过渡接头140。在一个方面，可以在摩擦搅拌焊接工艺之前通过焊接准备来加工第一金属部件的第一端面112和第二金属部件的第一端面122。在一个方面，摩擦搅拌焊接可能不需要焊接准备。例如但非限制性的，在第一金属部件的第一端面112和第二金属部件的第一端面122具有方形对接焊几何构造的实施例中，可能不需要焊接准备。在一个实施例中，可以使用包括具有锥形表面和焊盘(land)的焊接几何构造的焊接准备。根据应用，第一金属部件的第一端面112和第二金属部件的第一端面122可以各自包括平坦的平面。可选地，表面112、122可以包括成角度和/或锥形表面(图2)。可以根据应用和包括管厚度在内的因素选择焊接几何构造。例如，方形对接接头可用于薄壁管的应用中。对于更大的壁厚，可以使用锥形或成角度的焊接准备，以实现全熔透、高质量的摩擦搅拌焊接。

在一个方面，可以在接头140处以及周向地围绕第一金属部件110和第二金属部件120的外径分布添加剂流动材料130，以加强和加固过渡接头管100。根据一个方面，添加剂流动材料130可以是铝或铝合金材料，例如，铝与镁、锰和/或铬的合金，但不限于这些组成。添加剂流动材料130的分布可以与摩擦搅拌焊接工艺同时发生，使得添加剂流动材料130在接头140处与第一金属部件110和第二金属部件120的软化金属混合，以硬化为包括第一金属部件110、第二金属部件120和添加剂流动材料130的材料的混合金属组成。此外，在一个示例性实施例中，可以在进行摩擦搅拌焊接时，从摩擦搅拌焊接工具中分布添加剂流动材料130。

图2至图4示出了包括包覆的第一金属部件110(图2)和第二金属部件120的过渡接头管100的示例性实施例。根据应用，可以在包覆的金属部件110中集成包覆的夹层110b，以满足过渡接头管100的所需接头性质。在一个方面，包覆的夹层110b可以包括过渡环，如图2所示，该过渡环通过固态焊接工艺结合在第一金属层110a和第二金属层110c之间。第一金属层110a可以由不锈钢形成，第二金属层110c可以由铝或铝合金形成。在该示例性实施例中示出了标准铝-不锈钢管。然而，应当理解，第一金属层110a和第二金属层110c不限于这些材料。根据具体应用的要求，可以使用其他材料和几何构造。例如但非限制性的，包覆的第一金属部件110可以包括沿着部件110的长度设置的一个或多个密封元件。在一个方面，并且根据应用，管延伸部110e可以通过焊接技术(在110d处示出，例如传统熔焊)连接到第一金属层110a。在一个方面，具有大直径和/或厚壁的过渡接头110可以包括在添加剂摩擦搅拌焊接之前焊接到第一金属部件110的延伸部，如管延伸部110e。

固态焊接可以包括一组焊接工艺，其在低于所连接的基材的熔点的温度，在结构元件之间产生结合/焊接，而不添加钎焊填充金属。在一个示例性实施例中，固态焊接可以被描述为(i)不使一部分结构元件经历液相或气相，(ii)使用压力，以及(iii)借助或不借助温度的结合/焊接工艺。固态焊接在广泛的压力和温度范围内进行，基材有明显的变形和固态扩散。固态焊接工艺包括冷焊、扩散焊、爆炸焊、锻造焊、摩擦焊、热压焊、滚焊和超声波焊接。

爆炸焊接(“EXW”)是一种固态焊接技术，其使用受控引爆将不同金属压成高质量的冶金结合接头。不同金属之间的过渡接头具有高的机械强度，是超高真空密封的，并且能够承受剧烈的热偏差。EXW是一种固相工艺，其中通过使用炸药以极高的速度加速部件之一，将两种金属焊接或包覆在一起。该工艺是固相的，因为两个部件始终都是固态物质。这可以与其他金属对金属焊接或包覆技术形成对比，如电弧焊、气焊、热浸、电镀和气相沉积，这些技术需要至少一个部件被液化、气化或电离。

EXW作为固态工艺，其典型地使两种不同的金属经历比液态或气态工艺低得多的工艺温度。金属的晶体结构高度依赖于其所暴露的温度。对于某些金属，暴露于高温工艺可能会以非常有害的方式改变金属的物理特性，例如，使金属对于给定的应用来说太脆。EXW通常用于使一薄层的耐腐蚀材料包覆碳钢板。例如，不锈钢、镍合金、钛、锆、银和钽是用于包覆夹层110b的材料的非限制性实例。应当理解，包覆夹层材料不限于这些材料，并且可以根据特定应用的要求使用其他材料。此外，除了不锈钢以外的其他材料可以用作第一金属层110a，并且除了铝或铝合金之外的其他材料可以用作第二金属层110c。

EXW生产的典型几何构造包括板材、管材、管板和圆柱体。虽然管材和管板的任何一个表面，即内表面或外表面，都可以是包覆层，但是对于实心圆柱体来说，只有外表面可以是包覆层，原因很明显，即炸药不能放置在实心圆柱体中。虽然至少从效率的角度来看，通过EXW初始形成几何构造存在限制，但是可以对标准几何构造进行修改。也就是说，一旦通过EXW形成包覆层，就可以对包覆板、包覆管、包覆管板或包覆圆柱体进行多种后包覆处理，从而形成许多不同的形状。基本上，任何成形/加工工艺都可以应用于包覆结构，这不会使包覆层退化。

EXW可以在通过传统手段不一定能焊接或连接在一起的两种金属之间产生结合。该工艺不会熔化任何一种金属，而是使两种金属的表面被塑化，同时彼此紧密接触。该塑化和接触足以产生焊接。这与其他非熔焊技术(如摩擦焊)的原理相似。由于两种金属的表面材料在反应过程中都被猛烈地排出，因此可以将大的区域极快速地结合，并且焊接本身也非常干净。EXW可以连接多种相同和相异的金属。

图2的过渡接头管100可以包括如上文参考图1所述的过渡接头140。在该示例性实施例中，过渡接头140设置在第一金属部件的第一端面112(邻近第二金属层110c)和第二金属部件的第一端面122之间。过渡接头140可以通过摩擦搅拌焊接和混入添加剂流动材料130形成，如关于图1详细描述的。根据一个方面，第二金属部件的第一端面122可以焊接到第一金属部件的第一端面112，并且在该示例性实施例中，在铝第二金属层110c和第二金属部件120之间形成牢固的铝-铝接头。在一个方面，表面122、112可以是成角度的或锥形的，如图3和图4中所示，并且可以包括各自的接触肩部115、123，用于包覆的第一金属部件110和第二金属部件120之间的直接表面接触。

在一个方面并参照图1和图2的示例性实施例，该焊接工艺可以包括沿着第一金属部件110和第二金属部件120中的每一个的外表面111、121的长度分布添加剂流动材料130，以形成围绕过渡接头管100延伸的箍环150。添加剂流动材料130的分布可以与摩擦搅拌焊接工艺同时发生，使得添加剂流动材料120沿着第一金属部件110的长度与第一金属部件110的软化金属混合，并且/或者沿着第二金属部件120的长度与第二金属部分120的软化金属混合。与爆炸焊接相比，接头140和箍环150的长度不受板厚限制，并且可以根据应用的需要延伸。

在一个方面，可以在箍环150和第一金属部件的外表面111之间形成扩散接合，该扩散接合通过由添加剂流动材料130与在第一金属部件110中加工的凹部113的互锁提供的互锁几何构造而被进一步加强。在一个方面，第一金属部件110可以包括在外表面111中加工的凹部113，添加剂流动材料130被施加到凹部113中，以使箍环150与第一金属部件120互锁。在一个方面，添加剂流动材料130形成从箍环150的内表面152延伸的突起151，以使箍环150与第一金属部件110互锁，从而增强过渡接头140抵抗轴向作用在过渡接头管100上的力。可以类似地在第一金属部件的第一端面112中加工凹部114，以使添加剂流动材料130与第一金属部件110互锁，从而增强过渡接头140抵抗轴向作用在过渡接头管100上的力。

根据一个方面，添加剂流动材料130可以在施加之后冷却、硬化和收缩，从而使第一金属部件110和箍环150之间的齿突互锁紧固。在一个示例性实施例中，添加剂流动材料130可以具有比第一金属部件110的材料更高的热膨胀系数。这样，当冷却时，添加剂流动材料130可以比第一金属部件110的材料收缩得更多，使得添加剂流动材料130围绕第一金属部件120和凹部113、114收缩并紧固，从而增加添加剂流动材料130和第一金属部件110之间的连接强度。在一个实施例中，凹部113、114可被加工到大约1/4英寸。在一个实施例中，凹部113、114可被加工到大约1/8英寸。在一个实施例中，凹部113、114可以具有燕尾轮廓，用于与如上所述的由添加剂流动材料130的沉积形成的相应尺寸的燕尾突起151互锁。

在一个示例性实施例中，添加剂流动材料130加强和巩固第一金属部件110和第二金属部件120之间的连接。因此，本文所述的装置和方法可以帮助减少和/或防止现场应用中由接头失效引起的设备损坏、人身伤害和死亡。

在添加剂流动材料130冷却和硬化之后，箍环150的外表面153可以被精加工至选定的外径。在一个方面，箍环可以例如用车床加工至选定的外径，以提供沿着箍环150的长度的一致的外径测量值。

参考图5和图6，摩擦搅拌焊接工艺可以包括使用包括阴工具夹具部件210和阳工具夹具部件220的工具夹具组件200将第一金属部件110与第二金属部件120对准固定。在该示例性实施例中，第一金属部件110和第二金属部件120包括具有相等内径ID的管段。阴工具夹具部件210具有与金属部件110、120的内径ID相对应的外径OD，使得可以穿过金属部件110、120中的每一个插入阴工具夹具部件210，保持金属部件彼此轴向对准。在一个方面，第一金属部件110和第二金属部件120的外径可以是大约3英寸。在另一方面，外径可以是大约14英寸。

阳工具夹具部件220的锥形端221插入阴工具夹具部件210的相应开口端211中。在一个示例性实施例中，在摩擦搅拌焊接期间，将工具夹具组件200和金属部件110、120装载到机器上，例如，在概念上类似于车床，并且通过将销插入到阳工具夹具部件220中形成的销孔222中而固定到位。然后如上所述焊接金属部件110、120，并且沿着金属部件110和120的外表面111、121的焊接区域和选定长度分布添加剂流动材料130，以形成箍环150。在阴夹具部件210的表面上设置凹坑212，其可以与第一金属部件110和第二金属部件120的端面定位或对准，以产生焊接的过渡接头140。在一个方面，凹坑212可以在摩擦搅拌焊接期间为添加剂流动材料在第一金属部件和第二金属部件的端面上的流动提供释放或空间。在一个示例性实施例中，金属部件110、120可以围绕纵向轴线Y旋转并且/或者沿着该纵向轴线平移，同时摩擦搅拌焊接工具保持在恒定位置。在另一个示例性实施例中，当摩擦搅拌焊接工具沿着纵向轴线移动时，金属部件可以围绕纵向轴线旋转。在其他示例性实施例中，当吊架使摩擦搅拌焊接工具围绕纵向轴线旋转并使该工具沿着纵向轴线平移时，金属部件可以保持恒定。在一个方面，添加剂摩擦搅拌焊接产生全熔透焊接。在一个方面，可以在添加剂摩擦搅拌焊接之后加工过渡接头110的内径，使得在完成的零件上具有齐平、光滑的内径。

在一个示例性实施例中，如图7A和图7B中所示，过渡接头300可以包括钢毂或轭形式的第一金属部件310和包括铝或铝合金的管形式的第二金属部件320，其中过渡接头340形成在钢毂和管之间。在可选的示例性实施例中，第二金属部件可以包括钛或钛合金。在一个方面，钢毂和管可以具有类似的外径，例如大约3英寸。颈部311的端部313可以插入到管320的开口端321中，并且添加剂流动材料可以沉积到上述材料上，以形成过渡接头340。在该示例性实施例中，毂310的颈部311包括凹坑312，其用于接收沉积以形成过渡接头340的添加剂流动材料。图7A和图7B中所示的实施例可用于诸如用于传递扭矩的连接轴之类的应用中。

图8至图11示出可用于诸如用于传递扭矩的连接轴之类的应用中的异种金属制品的进一步示例性实施例。

图8示出轭802的一个示例性实施例。轭802可以包括钢，并且可以形成为大致管状结构。轭802可以具有第一部分804和第二部分806，其中第一部分804的外径小于第二部分806的外径。可以在第一部分804的第一部分的外表面820中形成凹坑808。轭802的内部可以包括由内部轴向壁810分隔开的第一腔812和第二腔814。第一腔812可以部分地由第一部分的内表面822限定。可以在内部轴向壁810中形成孔816，从而将第一腔812连接到第二腔814。可以在第二部分806中穿过轭802形成径向孔818，以将第二腔814连接到轭802的外部。径向孔818可用于连接到驱动系统，以使扭矩能够从驱动系统传递到轭802或从轭802传递到驱动系统。轭802可以进一步包括在轭的第一端826处的喇叭状部分828，使得喇叭状部分828在径向上从第一部分的外表面820逐渐地略微向外延伸。

图9A示出沿着图8中所示的截面线824取得的轭802的横向截面的示例性实施例。如图9A中所示，在第一部分804的第一部分外表面820中可以形成有多个槽902。图9B示出沿着图8中所示的截面线824取得的轭802的横向截面的另一示例性实施例。如图9B中所示，在第一部分804的第一部分外表面820中可以形成有多个燕尾槽904。槽902和燕尾槽904可以提供通道，在将轭802连接到管1002(见图10和图11)期间，添加剂流动材料流入该通道中。添加剂流动材料流入槽902或燕尾槽904可有助于防止轭802和管1002之间的相对旋转，从而允许在轭802和管1002之间传递扭矩。

图10示出拆卸后的轭802和管1002的纵向截面。管1002可以是包括铝、钛或铝或钛的合金的大致管状结构。管1002可以具有管内部1004。轭802的轭第一端826可定位成接近管道第一端1006。

图11示出组装后的轭802和管1002的纵向截面。如图11中所示，轭第一端826可以插入管内部1004中。轭802可以通过上述添加剂摩擦搅拌焊接工艺连接到管1002，以便在轭802和管1002之间形成过渡接头1102。轭802的喇叭状部分828可以抵接管1002的管内表面1104，并且，由于喇叭状部分828可以具有比轭802的第一部分外表面820稍大的外径，所以可以在管内表面1114和轭802之间形成间隙1106。添加剂摩擦搅拌焊接工艺中使用的添加剂材料可以流入间隙1106和凹坑808中，以加强过渡接头1102，类似于上面详细描述的工艺。

在各种实施例、配置和方面中，本公开包括基本上如本文所描绘和描述开发的部件、方法、工艺、系统和/或设备，包括其各种实施例、子组合及子集。本领域技术人员将在理解本公开之后理解如何实施和使用本公开。在各种实施例、配置和方面中，本公开包括在不存在本文中或在其各种实施例和配置或方面中未描绘和/或描述的项目的情况下，包括在不存在可能已经在先前的装置或工艺中使用过的这种项目的情况下，提供装置和工艺，例如，用于提高性能、实现容易和/或降低实施成本。

短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是在操作中既是合取又是析取的开放式表达。例如，“A、B和C中的至少一个”、“A，B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”以及“A、B、和/或C”中的每种表达都意味着仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。

在本说明书和所附权利要求书中，将参考具有以下含义的多个术语。术语“一”(或“一个”)和“所述”是指一个或多个实体，因此包括多个引用，除非上下文另有明确规定。因此，术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换地使用。此外，引用“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”等不旨在被解释为排除也包含所述特征的附加实施例的存在。在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可以被用来修饰任何定量表示，该定量表示可以在允许范围内变化而不导致与其相关的基本功能的改变。因此，由诸如“大约”之类的术语修饰的值不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。诸如“第一”、“第二”、“上”、“下”等的术语用于将一个元件与另一个元件相区别，除非另有说明，否则这些术语并不意味着是指特定顺序或数量的元件。

如本文中所使用的，术语“可以”和“可以是”表示在一组情况下发生的可能性；拥有特定的属性、特征或功能；和/或通过表达与限定动词相关联的能力、性能或可能性中的一个或多个来限定另一动词。因此，“可以”和“可以是”的使用表示所修饰的术语显然是适当、能够或适合于所指示的能力、功能或用途，同时考虑到在一些情况下所修饰的术语有时可能不适当、不能够或不适合。例如，在某些情况下，可以预期某一事件或能力，而在其他情况下则不能发生该事件或能力，这种区别通过术语“可能”和“可能是”来体现。

如在权利要求书中所使用的，词语“包括”及其语法变体在逻辑上也针对和包括变化和不同程度的短语，例如但不限于此，“基本上由…组成”和“由…组成”。必要时，已经提供了范围，并且这些范围包括其间的所有子范围。可以预期，这些范围的变化将暗示给具有本领域普通技术的从业者，并且，在尚未奉献于公众的情况下，所附权利要求应涵盖这些变化。

本文中使用的术语“确定”、“计算”和“运算”及其变体可互换使用，并且包括任何类型的方法、过程、数学运算或技术。

如本文所用，术语“包覆”和“包覆层”是指通过固态焊接，例如EXW，在相对较大的表面积上在两种不同金属之间的结合(与点焊或线焊相对照)。

已经出于说明和描述的目的，给出了本公开的上述讨论。上述内容不旨在将本公开限制于本文公开的一种或多种形式。例如，在前面的具体实施方式中，为了简化本公开，本公开的各种特征被分组在一个或多个实施例、配置或方面中。本公开的实施例、配置或方面的特征可以组合在除了上面讨论的那些之外的替代实施例、配置或方面中。本公开的方法不应被解释为反映本公开需要比每个权利要求中明确列举的更多特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，所要求保护的特征比单个前述公开的实施例、配置或方面的所有特征都少。因此，所附权利要求由此包含在本具体实施方式中，每个权利要求独立地作为本公开的单独实施例。

科学和技术的进步可能会使由于语言的不精确而现在没有想到的等价物和替代物成为可能；所附权利要求应涵盖这些变化。本书面描述使用示例来公开方法、机器和计算机可读介质，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践这些，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。其专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种异种金属制品，包括：

第一金属部件，其包括第一金属材料；

第二金属部件，其包括第二金属材料；

过渡接头，其设置在第一金属部件第一端面和第二金属部件第一端面之间并将第一金属部件第一端面与第二金属部件第一端面结合；和

箍环，其由添加剂流动材料形成，其中所述箍环结合到第一金属部件外表面、第二金属部件外表面和所述过渡接头中的每一个。

2.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述第一金属部件包括钢或钢合金；并且

所述第二金属部件和所述流动材料各自包括铝或铝合金。

3.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述第一金属部件还包括第一金属层、包覆夹层和第二金属层；

所述包覆夹层被爆炸焊接在所述第一金属层和所述第二金属层之间；并且

所述第二金属层设置为邻近所述第一金属部件第一端面。

4.根据权利要求3所述的异种金属制品，其中：

所述第一金属层包括钢或不锈钢；

所述第二金属层包括铝或铝合金；并且

所述包覆夹层包括镍、不锈钢、镍合金、钛、锆、银或钽。

5.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述过渡接头包括由所述第一金属部件、所述第二金属部件和所述添加剂流动材料形成的机械混合组成。

6.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述过渡接头包括形成所述第一金属部件、所述第二金属部件和所述添加剂流动材料的金属组成。

7.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述过渡接头通过摩擦搅拌焊接形成。

8.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述箍环围绕所述第一金属部件外表面、所述第二金属部件外表面和所述过渡接头中的每一个周向延伸。

9.根据权利要求1所述的异种金属制品，还包括：

在所述第一金属部件外表面和所述第一金属部件第一端面中的至少一个中加工的凹部；和

在所述箍环的内表面上形成的突起，所述突起具有与所述凹部的轮廓相对应的轮廓，

其中所述突起和所述凹部物理互锁。

10.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述第一金属部件第一端面和所述第二金属部件第一端面中的每一个都包括平坦表面。

11.根据权利要求1所述的异种金属制品，其中：

所述第一金属部件第一端面和所述第二金属部件第一端面中的每一个都包括成角度的或锥形的表面；

所述第一金属部件第一端面包括第一接触肩部；并且

所述第二金属部件第一端面包括第二接触肩部，用于所述第一金属部件和所述第二金属部件之间的直接表面接触。

12.一种制造异种金属制品的方法，包括：

将第一金属部件与第二金属部件对准，其中所述第一金属部件包括钢或不锈钢，并且所述第二金属部件包括铝或铝合金；

在第一金属部件第一端面和第二金属部件第一端面之间形成过渡接头；和

围绕所述过渡接头以及第一金属部件外表面和第二金属部件外表面的至少一部分形成箍环。

13.根据权利要求12所述的方法，其中将所述第一金属部件与所述第二金属部件对准还包括：

将所述第一金属部件和所述第二金属部件装载到阴夹具部件上；

将阳夹具部件的端部插入到所述阴夹具部件的开口端中；以及

将锁定销插入所述阳夹具部件的针孔中，以固定所述阴夹具部件、所述阳夹具部件、所述第一金属部件和所述第二金属部件的位置。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一金属部件和所述第二金属部件包括管段。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：

沿着所述过渡接头以及所述第一金属部件和所述第二金属部件的外表面的至少一部分分布添加剂流动材料。

16.根据权利要求15所述的方法，其中：

在第一金属部件第一端面和第二金属部件第一端面之间形成过渡接头的步骤还包括机械混合形成所述第一金属部件、所述第二金属部件和所述添加剂流动材料的金属。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述过渡接头通过摩擦搅拌焊接形成。

18.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在第一金属部件外表面中加工凹部；以及

在所述凹部中分布添加剂流动材料以形成突起，从而使所述箍环与所述第一金属部件互锁。

19.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述第一金属部件包括：包括钢的第一金属层、包括铝或铝合金的第二金属层、以及包括镍、不锈钢、镍合金、钛、锆、银或钽的包覆夹层。

20.一种异种金属制品，包括：

轭，其包括：

轭外表面；

在所述轭外表面中形成的多个凹坑；以及

从所述外表面径向向外倾斜的喇叭状部分；和

管，其具有限定管内部的管内表面；其中：

所述喇叭状部分设置在所述管内部并且抵接所述管内表面，从而在所述管内表面与所述轭外表面之间形成间隙；

所述轭和所述管通过摩擦搅拌焊接连接；以及

添加剂流动材料，其至少部分地填充所述多个凹坑和所述管内表面与所述轭外表面之间的所述间隙。

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