CN1309528C - 采用磁脉冲焊接技术将轴叉固定在管上的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将第一和第二金属件固定在一起的磁脉冲焊接方法，例如车用转动轴总成中的传动轴管和轴叉。轴叉包括诸如本体部分的第一部分以及诸如一对相对轴叉臂的第二部分。传动轴管的端部与轴叉的本体部分同轴。感应器被轴向地围绕传动轴管端部和轴叉本体部分的重叠部分而同轴地设置。感应器通电开始磁脉冲焊接操作，将传动轴管端部固定到轴叉本体部分，而不产生朝向感应器的显著气流。

Description

采用磁脉冲焊接技术将轴叉固定在管上的方法

技术领域

本发明涉及一种采用磁脉冲焊技术将两个金属部件固定在一起的方法，例如车辆传动轴总成中的轴叉(yoke)和传动轴管(driveshaft tube)。本发明尤其涉及一种改进的磁脉冲焊接操作方法，采用该种方法可以使感应器避免由这种操作而造成的可能发生的破坏。

背景技术

目前在大多数陆地用车中，都具有一个传动系用来传送从发动机/变速器总成的输出轴到车桥总成(axle assembly)输入轴的转动功率，用以转动地驱动车辆的一个或多个车轮。为了达到这一目的，一个典型的汽车传动系总成包括一个中空筒形传动轴管，该管具有分别被固定在该管相对端上的第一端部接头(end fitting)和第二端部接头(例如管状轴叉)。第一端部接头形成第一万向节的一部分，它提供了从发动机/变速器总成的输出轴到传动轴管的旋转传动连接，与此同时调整这两轴旋转轴线间角偏差的有限的量。同样，第二端部接头形成第二万向节的一部分，它提供了从所述传动轴管到车桥总成输入轴的旋转传动连接，与此同时也可以调整这两轴旋转轴线间角偏差的有限的量。

在这种一般型的车用传动轴总成中，通常需要永久固定第一和第二端部接头至传动轴管端部。按照惯例，采用传统焊接技术把第一和第二端部接头与传动轴管的端部永久地连接。众所周知，传统焊接方法是通过对两个金属件进行局部施加热，从而使其连接。这种传统焊接方法可以在施加压力下也可以不是在施加压力下进行，可以包括采用填充金属，也可以不采用填充金属。虽然传统的焊接技术已经在过去达到令人满意的效果，但应用于将第一和第二端部接头与传动轴管的端部连接在一起时还是具有一些缺点。首先，如上文所述，传统的焊接技术是通过对两个金属件进行局部加热。但是这种加热会造成金属部件变形和强度降低。其次，传统的焊接技术适用于将两种相同的材料焊接在一起，而对于焊接由不同金属材料组成的部件则有一定的难度。第三，传统的焊接技术不容易适应厚度上有差异的部件的连接。由于车用传动轴总成的生产量巨大，所以需要有一种改进的方法可以把金属部件永久性连接在一起，使得避免传统焊接方法的缺点。

可以采用磁脉冲焊接是一种可选择方法，它把第一和第二端部接头固定到传动轴管的相对端。为了达到这一目的，最初设置具有端部分的中空传动轴管和具有颈部的端部接头。可以使传动轴管的端部为中空，以便端部接头的颈部同轴放置。同样，也可以令端部接头颈部为中空，而传动轴管的端部可伸缩地放置。如果需要，还可以令端部接头的颈部或者传动轴管的端部部分相邻的表面相对于另一个可以至少稍微逐渐变细。无论如何，在传动轴管末端和端部接头的颈部之间都具有一个环形间隙。还有一个与传动轴管和端部接头同轴的重叠部分同心，或者位于该同轴的重叠部分和端部接头内部的电感应器。该感应器通电后产生电磁场，或者使外部工件向内塌陷而与内部工件接合，或者使内部工件向外扩展而与外部工件接合。无论是哪种情况，都会使两个工件产生高速碰撞，并在这两个工件上施加很大的力，从而使两个工件达到永久的连接。当相邻表面之一逐渐变细时，感应器通电，使两个工件在以轴向渐进的方式由锥形面的一端到另一端相互碰撞。这种倾斜式的碰撞接触是在磁脉冲焊接中达到高强度高质量焊接通常需要的物理状态之一。

如上文所述，在两个工件连接之前，两工件起初相互隔开使得在两工件相邻的表面之间存在环状缝隙。一般情况下这个缝隙中都充有空气。而且通常在两个工件的相邻表面都覆盖有氧化膜或其它杂质。为了通过磁脉冲焊接使两个工件达到高强度的焊接(或者在这方面，任何冷焊方式)，从工件的相邻表面去除这些氧化膜或者杂质很重要。

当感应器被通电形成脉冲电磁场时，两个工件间高速移动迅速封闭所述环形缝隙，致使缝隙中原有的空气迅速向外排出。在表面以锥形角且以高速碰撞的区域，会产生空气的循环积累流(circular cumulative flow of air)。幸运地，在空气从环状缝隙排出的过程中，作为要焊接的两部件的相邻表面的倾斜碰撞的结果而自动发生非常高效的清洁过程。具体地说，空气循环积累流起清除两工件相邻表面氧化膜和其它杂质的作用，在焊接发生前直接清洁这种表面，这是一种最好的清洁形式。

空气积累流及其杂质具有相当高的能量和超音速速度。例如，如果允许该气流直接排入大气，会产生象打雷那样的巨大的声音。如果积累流被障碍物反射，例如端部接头上形成的肩部或者其它执行磁脉冲焊接操作的工具的一个或多个表面，气流就会向着产生磁场的感应器。此时，感应器的绝缘(insulation)和其它元件就会受到污染，且在焊接循环的短数(a shortnumber)中受到不利的影响。例如，如果空气和积累流的其它部分被封在一个封闭的空间内，感应器的绝缘会迅速地降低，其容量也会迅速降低。这种情况是典型的，例如，轴叉肩用作挡板，以方便感应器内要焊接部件的预装配。在这种情况下，就会在焊接部件碰撞的最后，作为气体击穿的结果，通过所述管端部和所述肩部之间非常窄的环形缝隙中产生一个强力的二次流。与积累流相似，该二次流也是环形的，具有很高的速度和很高的温度。与积累流不同的是，积累流是轴向的，而二次气流是径向的，即，与感应器的绝缘方向垂直。二次流在轴向上高度集中起一把环形的剃刀的作用，二次流可以在几个焊接循环内完全切开感应器的绝缘层。显然在制造过程中这是不能接受的，因为这可能击穿感应器。

为了防止发生上述情况，人们已建议在磁脉冲焊接过程中，在两部件重叠部分和感应器之间提供非金属环形护罩。磁脉冲焊接过程中产生的高速二次流冲击在护罩上，从而防止了感应器的早熟(premature)。然而设置该护罩相对消耗时间，因此降低了效率，尤其是在文中提到的车用传动轴总成的大批量制造过程时。因此需要提供一种用于磁脉冲焊接的改进方法，可以减少或消除积累流的逃逸以及在感应器方向上产生二次流的可能性，由此保护感应器以防止其受到击穿能造成的磨损和损害。

发明内容

本发明涉及一种改进的方法，所述方法用于执行将诸如车用传动轴组件中的转动轴管和轴叉的两个金属部件固定在一起的磁脉冲焊接操作，而且还可以防止感应器在磁脉冲焊接过程中被损害。轴叉包括诸如本体部分的第一部分以及诸如一对相对轴叉臂的第二部分。传动轴管末端与轴叉的本体部分同轴放置。感应器与传动轴管末端和轴叉的本体部分重叠部分轴向地同轴定位。感应器被通电从而执行磁脉冲焊接，将传动轴管末端固定到轴叉本体部分，而不产生朝向感应器的显著气流。为了达到这一目的，轴叉可以具有一个环形肩部而形成，传动轴管的末端可以被促使与环形肩部接邻，而在其间限定一个环形空间。如果需要，轴叉可以包括一个环形台阶，传动轴管的末端围绕该台阶延伸以便限定一个环状空间。或者轴叉可以形成有一个环形肩部，传动轴管的末端围绕该环形肩部延伸来限定其间的环形空间。

通过下文结合附图对本发明优选实施例所进行的详细说明，对于本领域技术人员来说，本发明的不同目的和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是一个分解透视图，显示了在利用本发明的方法的磁脉冲焊接操作而被装配和固定在一起前的端部接头和传动轴管的第一实施例；

图2是一个放大的断面立面图，显示了图1所示被装配和设置在一个用于执行磁脉冲焊接操作的感应器内的端部接头和传动轴管的第一实施例；

图3是另一个放大的断面立面图，显示了图1和图2所示的处于磁脉冲焊接操作开始之前的本发明端部接头的第一实施例、传动轴管和感应器的各部分；

图4是一个类似于图3的放大的断面图，显示了在使用传统技术磁脉冲焊接后本发明第一实施例的端部接头、传动轴管和感应器，该焊接过程中产生的强烈气体喷溅会破坏感应器；

图5是一个类似于图4的放大的断面图，显示了磁脉冲焊接之后，第一实施例的端部接头、传动轴管和感应器。该焊接过程采用了本发明的方法，减少或消除了焊接中产生的强烈气体喷溅；

图6是一个类似于图3的放大的断面图，显示了按照本发明的方法进行磁脉冲焊接之前的第二实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图7是一个类似于图4的放大的断面图，显示了图6中所示的采用本发明磁脉冲焊接方法焊接后的第二实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图8是一个类似于图3的放大断面图，显示了按照本发明方法进行磁脉冲焊接前的第三实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图9是一个放大的断面图，显示了按照本发明方法进行磁脉冲焊接之后的图8所示的第三实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图10是一个类似于图3的放大的断面图，显示了按照本发明方法进行磁脉冲焊接前的第四实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图11是一个放大的断面图，图示了按照本发明方法进行磁脉冲焊接之后的图8中所示的第四实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图12是一个类似于图3的放大的断面图，显示了按照本发明方法进行磁脉冲焊接前的第五实施例的端部接头、传动轴管和感应器；

图13是一个放大的断面图，显示了按照本发明方法进行磁脉冲焊接之后的图8所示的第五实施例的端部接头、传动轴管和感应器。

具体实施方式

如以上附图所示，图1和图2图示了汽车传动轴组件10的一部分，该组件包括传动轴管一般由20表示、端部接头的第一实施例，一般由30表示。即使在本发明的上下文中说明和描述是将端部接头与传动轴管连接形成车辆传动轴组件的一部分，但应当理解的是本发明的方法还可以用于任何两个金属部件连接在一起用于任何所需要的目的和应用。

所描述的传动轴管20通常为中空的筒形，可以采用任何所需的金属材料制造，例如6061 T6铝合金。最好传动轴管20具有一个确定其基本上恒定外径的外表面和一个确定其基本上恒定内径的内表面。因此虽然没有这样要求，图示的传动轴管20基本上是一个筒形，而且具有均匀的壁厚。传动轴管20具有一个终止于端面22的端部21。

图示端部接头30为一个管状轴叉，管状轴叉可以采用与制造传动轴管20相同或不同的金属材料诸如钢材或者铝合金制造。端部接头30包括本体部31，其具有一对沿第一轴向延伸的相对的轴叉臂32。一对对齐的开口33穿过轴叉臂32而形成，并适用于，安装横跨该开口的万向节的普通轴外座圈(未示出)。如果需要，可以在每个开口33周围形成环形槽33a(如图2所示)，以便于在此处以公知方法通过相应的卡环(未示出)，方便保持轴承外座圈。一个通常中空的颈部34从本体31在第二轴向方向上轴向延伸。颈部34的结构将在下面详细描述。如果需要，可以在端部接头30的内部上形成环形槽35(如图2所示)或者类似的凹口区域。该环形槽35的目的在2002年3月6日提交的待审专利申请60/362,150中有详细解释，该专利也属于本发明的受托者。此处参考该申请的公开。

图3更加详细说明了端部接头30的颈部34的结构，虽然多少有点夸张。如图所示，端部接头30的颈部34最好有一个包括第一锥形部分34a的外表面，该锥形部分从与本体部31相邻的一个相对较小的外径到最外点34b向外倾斜。颈部34的外表面还包括第二锥形部分34c，该锥形部分从最外点34b到颈部34的轴端向内倾斜。颈部34的外表面的直径最好稍小于体部31的外径。这样，在颈部34和端部接头30的本体部31之间限定环状肩部34d。

如果需要，颈部34的最外点34b可以确定一个外径，该外径可以近似等于或者略小于由传动轴管20端部21的内表面所确定的内径。因此，当如图2和图3所示传动轴管20的端部21围绕端部接头30的颈部34被设置时，这两个部件的位置必然彼此相对。然而如果需要，由颈部34的最外点34b所确定的外径可以略小于由传动轴管20的端部21的内表面所确定的内径。此时，可以提供外部固定设备(未示出)用于将传动轴管20的端部分21与端部接头30的颈部34相对于彼此而定位。设置颈部34外表面的第二锥形部分34c是为了便于采用公知方法在轴向上把传动轴管20的端部21轴向安装到端部接头30的颈部34上。端部接头30的中空颈部34可以具有基本一致的壁厚，虽然这不是必需的。端部接头30的颈部34a的这种锥状外表面在磁脉冲焊过程当中具有良好的效果，在下文中将有详细描述。有关端部接头30的颈部34结构的更加详细的解释可以在Yablochnikov的美国专利第5,981,921号中找到。此处参考该专利的公开。

通常，将传动轴管20的端部21通过轴向移动安装到端部接头30的颈部34上，直到如图2和3所示，传动轴管20的端面22邻接端部接头30的肩部34d，虽然这不是必需的。当传动轴管20和端部接头30按照该种方法装配时，就会在传动轴管20端部21的内表面和端部接头30颈部34的外表面之间限定一个环形的缝隙或者空间36(见图3)。缝隙36的尺寸在径向尺寸上可随端部接头30的颈部34的外表面的锥形形状而变化，尽管这不是要求的。虽然缝隙36可以具有任何所希望的尺寸，典型地，该缝隙36的径向尺寸最大可以约为5毫米。最好缝隙36在圆周方向基本均匀的围绕传动轴管20端部21与端部接头30的颈部34的轴向的重叠部分，虽然这不是要求的。

图2还显示了在按照本发明方法采用磁脉冲焊接操作将这两个部件连接在一起之前，围绕传动轴管20的组件和端部接头30的第一实施例而设置的感应器40。感应器40可以采用任何需要的形状，如Yablochnikov的美国专利第4,129,846号中所述。此处参考该专利的公开。感应器40与一个示意说明的控制电路相连，用以可选择地操作。如图2所示，感应器40的第一端与第一电导体41相连，感应器40的第二端通过一个放电开关42与第二电导体43相连。多个高压电容器44或者类似的能量储存装置连接在第一和第二电导体41和43之间。第一电导体41还与电源45相连接，第二电导体43通过充电开关46与电源45的相连接。控制电路的结构和操作在Yablochnikov的美国专利第US5,981,921号中详述，此处参考该专利的公开。

操作感应器40来执行磁脉冲焊接在该领域是公知的，可以再次参考上述Yablochnikov的美国专利第5,981,921号以详细解释。然而，简单说，首先打开放电开关42并关闭充电开关46而操纵感应器40。这确保从电源45传输电能至各个电容器44。当电容器44充到预定电压时，打开充电开关46。此后，当需要操作感应器40时，关闭放电开关42。结果，电流的高能脉冲从电容器44流经感应器40，由此，围绕传动轴管20的端部21产生极大和瞬间的电磁场。

该电磁场对传动轴管20的端部21的外表面施加巨大的力，如图4所示那样，使其以很高的速率向内塌陷至端部接头30的颈部34。传动轴管20的端部21的内表面与端部接头30的颈部34的外表面之间的引起的撞击导致两者之间出现焊接或者分子连接，如图4中区域47所示。焊接区域47的位置和尺寸因各个因素的不同而改变，例如缝隙36的尺寸、大小、形状、制造传动轴管20和端部接头30的材料性质、感应器40的大小和形状、传动轴管20的端部21和端部接头30的颈部34之间撞击的角度和速度，等等。将理解的是图示的焊接区域47是代表典型的极好的焊接区域，它提供了传动轴管20到端部接头30之间最好可能的连接，且传动轴管20和端部接头30的其它区域也可在这个过程中被焊为一体。

在感应器40的通电(energization)而进行磁脉冲焊接操作之前，传动轴管20内表面和端部接头30的外表面之间的环状缝隙36内一般充满空气。而且，在相邻的传动轴管20内表面和端部接头30的外表面上通常覆盖有氧化膜或者其它杂质。因此，为了采用磁脉冲焊接方式在两个部件之间形成很强的焊接(或者采用其它的冷焊方式)，去除其相邻表面上的氧化膜和杂质非常重要。当感应器40被通电并如上述那样形成脉冲电磁场时，传动轴管20的内表面和端部接头30的外表面以较高速相互接合。该高速相对移动迅速地使环形缝隙36闭合，使空气和积累流的剩余部分被收集在一个封闭空间内，因此该空间体积迅速的减小，成为如图4所示变得较小。结果，在磁脉冲焊接操作期间，如图4中附图标记48除所示的高速、高温度二次流被从传动轴管20和端部接头30之间通常沿径向向外喷射。由于在磁脉冲焊接操作期间，感应器40一般都被安装在相对传动轴管20和端部接头30非常近的位置，所以二次流48可能会冲击感应器40的内表面，造成感应器40过早磨损和损坏。

本发明设想了几种可供选择的方法，用于减少或消除所出现的这种高速二次流48，从而避免感应器40在磁脉冲焊接期间出现过早磨损和损坏。图5显示了在感应器40如上文所述方式通电，根据本发明的方法执行磁脉冲焊接操作后传动轴管20和端部接头30的第一实施例。如图所示，传动轴管20的端面22已塌陷转而接合端部接头30的肩部34d的一部分，而且传动轴管20的端部21的剩余部分如上文所述那样已塌陷转而接合端部接头30的颈部34的外表面。因此，磁脉冲焊接开始前缝隙36中存在的空气以及积累流全部或部分地被收集在一个环形空间49内，该环形空间49限定在由传动轴管20的端部21的内表面、端部接头30的颈部34的外表面和端部接头30的肩部34d内部部分之间。含在环形空间49内的空气和物质颗粒，因此在焊接过程中以上所述的高速二次流48的形式不能从缝隙36中迅速排出(至少不会迅速排出)。因此储存在环形空间49内部的空气和物质颗粒，就不会对感应器40造成如前文讨论的破坏。可以通过在脉冲焊接过程前或者焊接过程中或以任何其它所需的方式通过迫使端部接头30与肩部34d轴向接合，使传动轴管20的端面22塌陷转而接合端部接头30的肩部34d。

图6为类似于图3的放大断面立面图，显示了可以被用于本发明方法中通常在30′处指示的端部接头第二实施例。端部接头30′的第二实施例大致上与上文所描述端部接头30的第一实施例相似，因此这里采用相同附图标记表示与上文中类似的结构。但是，改进后的端部接头30′的颈部34的外表面上具有凹口50。在图示的实施例中，凹口50为环形，围绕颈部34的整个外表面延伸。然而，凹口50不必要围绕颈部34全部外表面延伸，而是可能围绕仅一部分延伸。而且，如果需要的话，还可以在颈部34的外表面上设置多个独立的凹口50。在图示的实施例中，颈部34外表面上形成的凹口50与肩部34d相邻。但凹口50可以在颈部34外表面上任何需要的位置形成。

图7图示了在感应器40以上述方式被通电以按照本发明的方法进行磁脉冲焊接操作用以减小或消除图4所示的高速二次流48的产生。如图7所示，传动轴管20的端面22已塌陷转而接合端部接头30′的肩部34d，如上所述而传动轴管20的端部21的其它部分已塌陷转而接合颈部34的外表面。结果，磁脉冲焊接开始前存在于缝隙36中的空气以及剩余的积累流全部或部分地被收集在一个环形空间51内，该环形空间51限定在传动轴管20的端部21的内表面、改进的端部接头30′的颈部34外表面上形成的凹口50和端部接头30的肩部34d之间。如上所述，这样容纳的空气和剩余积累流将不从环形空间51迅速排出(至少不迅速排出)，因此不会如上文所述以高速二次流48的方式破坏感应器40。

图8为类似于图3的放大的断面立面图，显示了可以用于本发明方法且一般在30″处指示出的端部接头的第三实施例。端部接头30″的第三实施例大致上与上文所描述的端部接头30的第一实施例相似，因此这里采用相同的附图标记表示与上文中类似的结构。但是，改进后端部接头30″的颈部34的外表面上具有环形台阶60。图示的台阶60具有大致的径向向外的端面(facingsurface)表面60a，该端面表面60a稍微变尖以便于传动轴管20端部21的安装，以及确定地定位传动轴管20的端部21于端部接头30的颈部34上。例如，为了达到这一目的，大致的径向向外端面表面60a可以相对传动轴管20的端部21内圆周表面以约5度到约9度的角度范围变尖。

图示的台阶60还具有一个大致的轴向端面表面60b，该端面表面60b相对传动轴管20和改进的端部接头30″确定的传动轴大致径向延伸。在图示的实施例中，台阶60为环形，围绕颈部34的整个外表面延伸。然而，台阶60不必要围绕颈部34的整个外表面延伸，而可以只围绕仅一部分延伸。在图示的实施例中，台阶60形成于颈部34与肩部34d相邻的外表面。但台阶60可以形成在颈部34外表面上任何需要的位置。

图9图示了在感应器40被以上述方式通电以按照本发明方法进行的磁脉冲焊接过程后的传动轴管20和改进后端部接头30″，该焊接过程如上文所述，已便减小或消除了图4所示的高速二次流48。如那里所示，传动轴管20的端面22已塌陷而接合端部接头30″的台阶60，而传动轴管20的端部21的其它部分已塌陷而接合颈部34的外表面，如上文所述。如图9所示，在此操作过程中，台阶60多少发生变形。结果，磁脉冲焊接开始前存在于缝隙36中的空气以及剩余的积累流全部或部分地收集在一个环形空间61内，该环形空间61在传动轴管20端部21的内表面、台阶60和改进的端部接头30″的颈部34的外表面之间限定。如上所述，这样容纳的空气和剩余积累流将不从环形空间61迅速排出，因此不会以如上文所述的高速二次流48的方式破坏感应器40。

端部接头30″的第三实施例上设置的台阶60，一般提供比上述的端部接头的30和30′的第一、第二实施例更好的在磁脉冲焊接开始前缝隙36中存在的空气和剩余的积累流的密封度。然而，由于在磁脉冲焊接过程中传动轴管20端部21与端部接头30″的第三实施例台阶60的径向向外端面表面60a最初邻接(而不是像上述的端部接头的30、30′的第一、第二实施例那样可以在径向向内自由移动)，将要理解的是设置台阶60需要消耗额外的电能来保证传动轴管20内表面内部部分与改进的端部接头30″的外表面以完成磁脉冲焊接的足够速度邻接。

为了使完成磁脉冲焊中额外的电能最小，可以在端部接头30″的第三实施例的台阶60上开槽(如图8和图9中62处虚线所示)。槽62可以在端部接头30″上围绕圆周环形连续扩展，也可以只局部地围绕。而且，槽62可以体现为围绕端部接头30″周边而形成的多个上不连续的凹陷。槽62的目的是机械地削弱台阶60，使其更容易在磁脉冲焊接操作过程中发生变形。这种变形使进行磁脉冲焊接操作额外的电能量最小，同时，为环形空间61内更好的空气和积累流的密封度仍然提供台阶60。

图10为类似于图3的放大的断面图，显示了可以用于本发明方法中端部接头30的第四实施例。端部接头30的第四实施例大致上与上文所描述的端部接头30的第一实施例相似，因此这里采用相同的附图标记表示于上文中类似的结构。但是，改进的端部接头30的颈部34的外表面具有改进的台阶70。改进的台阶70具有大致的径向向外端面表面70a，该表面70a稍微变尖以便于传动轴管20端部21的安装，与上文中提到的大致径向向外端面表面60a类似。改进的台阶70还具有大致的轴向端面表面70b，该表面相对于传动轴管20和改进后端部接头30确定的转动轴稍微凹入地形成角。例如，大致轴向的端面表面70b可以相对传动轴管20与改进型端部接头30确定的转动轴成在约30度到约60度的角度范围变尖。在图示的实施例中，改进后的台阶70为环形，围绕改进后端部接头30的颈部34整个外表面延伸。然而，改进的台阶70不必围绕颈部34的整个外表面延伸，而宁可只围绕一部分延伸。

图11图示了在感应器40以上述方式被通电按照本发明的方法进行磁脉冲焊接过程后的传动轴管20和改进的端部接头30的产生，以便减小或消除高速二次流48的产生。如图11所示，传动轴管20的端面22已塌陷而接合端部接头30的改进台阶70，而传动轴管20的端部21的其它部分已塌陷而接合颈部34的外表面，如上文所述。如图11所示，在此操作过程中，改进的台阶70可能多少有些变形。结果，磁脉冲焊接开始前存在于缝隙36中的空气以及剩余的积累流全部或部分地被收集在一个环形空间71内，该环形空间71在由传动轴管20的端部21的内表面、改进的台阶70和改进的端部接头30的颈部34的外表面间限定。如前文所讨论的，这样装载的空气和剩余积累流将不从环形空间71迅速排出，因此，不会以如上文所述以高速二次流48的方式破坏感应器40。

由于改进的台阶70的凹陷形状，就不必要或可能不是所希望在改进后的台阶70上设置凹口(像图8图9所示和上述的台阶60上的槽62)。然而如果需要的话，也可以设置这种凹口。

图12为类似于图3的放大的断面立面视图，显示了在30处示出的端部接头可用于本发明方法的第五实施例。端部接头30″″的第五实施例大致上与上文所述的端部接头30的第一实施例相似，因此这里采用相同的附图标记表示与上文中相似的结构。不同的是，在这个实施例中，传动轴管20的端部21不与由颈部34和端部接头30的本体部分31之间限定的环形肩部34d邻接，但在轴向上延伸超过这个环形肩部34d。为了便于达到该目的，传动轴管20的外表面可具有一个大致的径向向外端面表面80，该表面80稍微变尖以便于传动轴管20端部21的安装。例如该大致径向向外端面表面80的锥角，可以相对传动轴管20的端部21的内圆周表面以约5度到约9度范围的角度变尖。

图13图示了在感应器40以上述方式被通电以按照本发明的方法进行磁脉冲焊接以便减小或消除图4所示的高速二次流48后的传动轴管20和改进后的端部接头30″″。如图13所示，传动轴管20的端部21已塌陷而接合颈部34的锥型外表面34a，如上文所述。如图13所示，在此操作过程中，环形肩34d可能多少有变形。结果，磁脉冲焊接开始前存在与缝隙中36中的空气以及剩余的积累流全部或部分地被收集在一个环形空间81内，该环形空间81是在传动轴管20端部21的内表面、环形肩34d和改进的端部接头30″″的颈部34的外表面之间限定。如前文所讨论的，这样装载的空气和剩余积累流将不从环形空间81迅速排出，因此，不以上述高速二次流48的方式破坏感应器40。

按照专利法规，本发明操作的原理和模式已经结合上面的优选实施例解释说明清楚。然而，必须明确的是，本发明在不偏离其精神实质和范围的情况下可能与所解释和所说明的不同地进行实施。

Claims (10)

1.一种进行磁脉冲焊接操作的方法用以将第一和第二金属部件固定在一起，包括以下步骤：

(a)提供包括第一部分和第二部分的第一金属部件，所述第一部分具有一肩部；

(b)提供具有端部的第二金属部件；

(c)第二金属部件的端部相对于第一金属部件的第一部分以轴向重叠的方式布置；

(d)轴向相对于第二金属部件端部和第一金属部件的第一部分提供一个感应器；

(e)使感应器通电来进行磁脉冲焊接操作以将第二金属部件的端部固定到第一金属部件的第一部分，以使第二金属部件的端部接合所述肩部，防止朝向感应器的显著的气流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过使第二金属部件的端部与在第一金属部件的第一部分上设置的肩部贴靠布置来执行所述步骤(c)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过使第二金属部件的端部轴向超出在第一金属部件的第一部分上设置的肩部来执行所述步骤(c)。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：通过设置具有锥面的第一金属部件的第二部分来执行所述步骤(a)；通过使第二金属部件的端部与所述锥面接合来执行所述步骤(c)。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过设置第一金属部件的具有一个带凹槽的外表面的第一部分来执行所述步骤(a)；通过使第二金属部件的端部接合所述肩部和所述第一金属部件的一部分以限定一个包括凹槽的空间来执行所述步骤(c)。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过具有台阶的肩部来执行所述步骤(a)；通过使第二金属部件的端部接合所述肩部的台阶和第一金属部件的一部分以限定一个空间来执行所述步骤(e)。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：通过设置在其中成形一个或多个槽的台阶来执行所述步骤(a)。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：通过设置具有大体轴向面对表面的台阶来执行所述步骤(a)；所述表面相对于由第一和第二金属部件限定的旋转轴线形成一角度。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：通过设置具有大体轴向面对表面的台阶来执行所述步骤(a)；所述表面相对于由第一和第二金属部件限定的旋转轴线下凹地形成一角度。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过设置具有锥面的台阶来执行所述步骤(a)；通过使第二金属部件的端部与所述锥面接合来执行所述步骤(c)。

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