[发明专利]压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法

权利要求书

1.一种压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)首先将外径小于外管(5)内径的内管(6)左端扩口，制成外径大于外管内径的锥形扩口端，再将内管(6)同轴装配在外管(5)内，焊封扩口端两管间结合缝，再在右端环缝内装入环形密封体(7)，形成对两管右端层间环缝的密封，然后通过环形密封体(7)对已密封的两管层间间隙充入惰性气体或抽真空，置换出其中的空气，制成管坯；

2)将上述管坯扩口端装夹在机床动力头(8)的气动卡盘(2)内，使穿入环形焊接支架(9)内环面的管坯管身，纵向支撑于机床移动工作台(1)上，使环布在固定的环形焊接支架(9)内环面端口上的数个正电极(12)，压在管坯外表面，使连接电源的感应加热线圈(11)套在管坯外部；使一端固联有压焊圆锥扩孔焊头的焊接芯杆(13)置于管坯内，压焊圆锥扩孔焊头上的负电极契合压紧于内管(6)锥形扩口上，使负电极与上述正电极(12)径向对应组成焊接电极组：焊接芯杆(13)另一端装有轴承，安装在固定的尾座(3)上；

3)焊接电极组通电，用具有输出功率线性可调的感应加热线圈(11)对管坯的外管焊接区前端进行快速预热，启动动力头(8)牵引管坯向左匀速旋转运动，通过高频接触焊高频电流的集肤效应及邻近效应作用或电阻焊电流产生的电阻热，使内外管层间形成数个环状分布的V形电流集中加热区或电阻焊电极压合加热区，将内外管间表面金属迅速加热，熔融，管坯强制通过内孔轴向固定的压焊圆锥扩孔焊头，在压焊圆锥扩孔焊头产生的反作用挤压力作用下，管坯的内管(6)产生塑性变形后与外管(5)紧密贴合，将管坯焊为一体。

2.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：内管(6)外径小于外管(5)内径至少3mm，内管(6)扩口端外径大于外管(5)的内径至少1mm，扩口段长度为50mm～200mm。

3.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：焊接芯杆(13)是一个中空杆体，其内制有冷却水通道，是轴向固定高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)或电阻焊圆锥扩孔焊头(14)，在管坯旋转摩擦力的作用下，随管坯一起旋转的连接构件。

4.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：压焊圆锥扩孔焊头是高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)或电阻焊圆锥扩孔焊头(14)，其中，焊头上的铜环负电极(19)或作为负电极的铜扩孔头体(17)通过压焊圆锥扩孔焊头契合压紧于内管(6)锥形扩口上。

5.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：采用高频接触焊时，感应加热线圈(11)设置在环形焊接支架(9)上正电极(12)的左边，采用电阻焊时，感应加热线圈(11)设置在正电极(12)的右边。

6.如权利要求4所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)作为对管坯焊接部位施压的扩孔模具和焊接工具，通过向焊接点引入焊接电流的铜环负电极(19)、绝缘系统的氧化铝绝缘环(18)、对焊接点施压的铜扩孔头体(17)和绝缘并紧环(16)彼此相连，并通过装配在焊接芯杆(13)上的氧化铝陶瓷管(20)绝缘，组成高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)，固联在焊头锁紧螺母(15)与输电铜管(22)之间。

7.如权利要求4所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：铜扩孔头体(17)制有连通焊接芯杆(13)的冷却水通道，冷却水通过焊接芯杆(13)的冷却水通道把冷却水引入铜扩孔头体(17)内表面。

8.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：环形焊接支架(9)内环面端口上装有对称地朝着外管(5)外表面，径向伸缩压紧于外管(5)表面上的环布正电极(12)，该正电极(12)通过气缸或弹簧施压，被压紧在管坯的外表面上，正电极(12)与置于管坯内孔的高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)上的铜环负电极(19)径向对应组成焊接电极组。

9.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：环形焊接支架(9)内环面上设置了感应加热电源的输出功率线性可调的感应加热线圈(11)，对管坯的外管焊接区前端进行快速预热。

10.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于：焊接电源恒功率输出，当焊接电流通过双金属管坯结合面时，加热温度通过调节感应加热电源的输出功率和管坯的旋转、牵引速度进行控制，加热温度控制在双金属管坯各自钢种液相线下10～30℃。