专利名称：一种异种薄壁管承插磁脉冲连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管的连接结构，尤其是异种薄壁管承插磁脉冲连接结构。
背景技术：
结构轻量化和材料轻量化是实现轻量化设计的两个主要途径。结构的轻量化、整体化和多功能化设计常需要采用铝合金、镁合金等轻质材料代替传统的钢材，同时也需要实现铝合金等轻质材料与其他金属材料的连接。由于易在连接界面上出现很脆的金属间化合物，并产生很大的应力梯度，所以，通过扩散焊、爆炸焊、滚压连接和摩擦焊等方法难以获得高强度的连接接头，由此限制了这些轻质材料及其异种金属连接件在武器装备、航空航天和汽车制造等领域的应用。因此，急需研究和开发适用于异种金属的高强度固相连接新方法。磁脉冲连接技术是一种适于异种金属材料的固相连接方法，它集成了高速磁脉冲成形和固相连接技术的优点。在连接过程中，不需填充物及保护气体，强磁脉冲导致连接组件间的高速冲击，在毫秒级的时间内完成连接过程。磁脉冲连接件不产生连接结构热扭曲、 无热影响区，大幅度减少接头过渡区金属间相，减小甚至消除因金属熔化产生的接头内应力，显著提高接头强度和耐蚀性能。该方法不但能连接铝、铜及其合金，而且还可以连接低碳钢、不锈钢、钛及其合金等的同种和异种金属；还可以连接金属与非金属。管形零件以其易于实现零件的轻量化、强韧化、高效、精确和低耗的特点而得到广泛应用，其成形和连接技术已成为先进材料加工技术发展的一个重要方向。异种金属管材连接能够扩展功能、提高零件的疲劳寿命和承载的应力水平、实现零件减重，在航空航天、 汽车等高技术领域具有广阔的应用前景。针对常见熔化焊和扩散焊连接方法进行异种金属连接时存在的问题，采用磁脉冲方法连接异种金属管，对提升我国新型节能汽车的制造水平、实现航空航天飞行器等装备的轻量化具有重要意义。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，将传统的承插方式与磁脉冲连接方法有机结合在一起，有效地解决了异种薄壁管安装连接中存在的问题，并且操作简单，施工方便。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其中包括连接管和连接管件，其特征在于所述连接管件的连接端成型为缩径段，与连接管形成锥形的承插口，在所述连接管件的缩径段外表面开有若干环形槽，所述连接管与连接管件相互以锥形承插，并采用磁脉冲连接方法相连接。作为改进，所述承插口为1° 6°锥形，所述连接管与连接管件之间设有Imm 1. 5mm厚度的供磁脉冲连接的环形连接间隙。再改进，所述环形槽的深度为0. 2mm 0. 4mm、宽度为2mm 4mm，两边成型有 25° 35°倒角，相邻两个环形槽的间距为1. 5mm 3_。[0009]最后，所述连接管采用三通、四通、直通或者弯头。与现有技术相比，本实用新型的优点在于将传统的承插方式与磁脉冲连接方法有机结合在一起，开创了异种材料承插磁脉冲连接方式，有效地解决了异种薄壁管的安装连接中存在的诸多问题，避开了熔化焊等连接方法易在连接界面上出现很脆的金属间化合物，并产生很大的应力梯度的问题；同时也解决了采用传统连接接头形式的磁脉冲连接方法的不足。本实用新型的结构实用性强、操作简单、施工方便，抗拉强度和抗扭强度均高于两种连接母材中相对强度较弱的母材，连接接头的气密性和水密性非常好，可在复杂形状零件、连接性能差材料和薄壁管承插磁脉冲连接方法上使用。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的磁脉冲连接原理图；图3是连接管为弯头时的结构示意图；图4是连接管为三通时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图所示，一种异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其中包括连接管1和连接管件 2，所述连接管1可采用三通(如图4)、四通、直通(如图1)或者弯头(如图3)，所述连接管件2的连接端成型为缩径段，与连接管1形成Γ 6°锥形的承插口 5，在所述连接管件 2的缩径段外表面开有若干环形槽21，优选1 3条。所述连接管1与连接管件2相互以锥形承插，并采用磁脉冲连接方法相连接；所述环形槽21的深度为0. 2mm 0. 4mm、宽度为 2mm 4mm，两边成型有30°倒角，相邻两个环形槽21的间距为1. 5mm 3mm ；所述连接管 1与连接管件2之间设有Imm 1. 5mm厚度的供磁脉冲连接的环形连接间隙。磁脉冲连接技术原理如图2所示，磁脉冲连接技术在连接过程中，不需填充物及保护气体，强磁脉冲导致连接组件间的高速冲击，在毫秒级的时间内完成连接过程。脉冲电容器组6放电时，线圈3流过的高频衰减振荡电流产生瞬态变化的强磁场，通过集磁器4的传递，把磁场集中到连接区A内集磁器4的加工区B和连接管1的间隙内，与连接管1的感应电流作用产生作用于其上的脉冲磁场力。在该磁场力作用下，使连接管1向连接管件2 高速运动并与之猛烈撞击，在两金属接触面的先撞击点上产生射流以及高应变速率的金属塑性流动，该射流冲刷或清除了两金属工件待复合面的氧化层和吸附层，使二洁净金属表面在高压下紧密结合而形成金属键接，随着变形过程的进行，金属键合面积逐步扩大到整个连接表面，实现两金属工件之间的连接。连接过程是这样的将需要连接的连接管1与连接管件2相互加工成Γ 6°锥形的承插口 5，在连接管件2上开有深0. 2mm 0. 4mm、宽2mm 4mm、间距1. 5mm 3mm、两边倒30°角的两个环形槽21，将连接管1插置固定于底座9的定位槽上，使连接管1与连接管件2连接定位准确，连接管1与连接管件2承插后，通过集磁器4使连接管1和连接管件2在承插口 5的端部之间均勻地保留Imm 1.5mm的环形连接间隙，形成供磁脉冲连接的环形区域，以保证连接管1在脉冲磁场力下高速冲击连接管件2，形成良好的接头，接下来接通电源，合拢开关8，在控制器7的控制下，完成磁脉冲连接。
权利要求1.一种异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其中包括连接管和连接管件，其特征在于 所述连接管件的连接端成型为缩径段，与连接管形成锥形的承插口，在所述连接管件的缩径段外表面开有若干环形槽，所述连接管与连接管件相互以锥形承插，并采用磁脉冲连接方法相连接。
2.根据权利要求1所述的异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其特征在于所述承插口为 1° 6°锥形，所述连接管与连接管件之间设有Imm 1.5mm厚度的供磁脉冲连接的环形连接间隙。
3.根据权利要求1所述的异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其特征在于所述环形槽的深度为0.2mm 0.4mm、宽度为2mm 4mm，两边成型有25° 35°倒角，相邻两个环形槽的间距为1. 5mm 3mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其特征在于所述连接管采用三通、四通、直通或者弯头。
专利摘要一种异种薄壁管承插磁脉冲连接结构，其特征在于所述连接管件的连接端成型为缩径段，与连接管形成锥形的承插口，在所述连接管件的缩径段外表面开有若干环形槽，所述连接管与连接管件相互以锥形承插，并采用磁脉冲连接方法相连接。将传统的承插方式与磁脉冲连接方法有机结合在一起，有效地解决了采用传统连接接头形式的磁脉冲连接方法的不足，以及熔化焊等连接方法易在连接界面上出现很脆的金属间化合物，并产生很大的应力梯度的问题，其实用性强，同时操作简单、施工方便，抗拉强度和抗扭强度均高于两种焊接母材中相对强度较弱的母材，连接接头的气密性和水密性非常好，可在复杂形状零件、连接性能差材料和薄壁管承插磁脉冲连接方法上使用。
文档编号F16L13/007GK202302388SQ20112038345
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者常学斌, 康震宇, 明珠, 甄立玲, 程朝丰, 谭兵, 陈东高, 马冰 申请人:中国兵器工业第五二研究所