[发明专利]同种或异种金属材料管材与棒材之间的旋锻连接工艺

说明书

技术领域

本发明属于机械加工工艺领域。

背景技术

不同种金属之间的焊接(连接)存在一定的难度，采用常规焊接技术对于一些特定金属无法采用焊接进行固连(如钛和不锈钢)。而传统的铆接、螺纹连接等方式则存在受力点单一，易损坏，而且无法适用于需要密封(气密、液密)的场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种同种或异种金属材料管材与棒材之间的旋锻连接工艺，解决了同种或异种金属材料管材与棒材之间的连接问题，连接牢靠，连接均匀，工艺过程高效可靠。

本发明的技术方案是：同种或异种金属材料管材与棒材之间的旋锻连接工艺，包括以下步骤：

步骤一、准备好需要连接的金属棒材和管材，如果管材的内径大于棒材的外径则可以直接加工，如果棒材的外径大于管材的内径，则需要将棒材的端部连接部分进行车削预加工，使其外径小于管材的内径；如果管材的内表面和棒材的外表面光洁度很高，需要将棒材的外部连接部分滚花处理，以利于两种材料的互相嵌入；

步骤二、准备完毕后，将棒材端部连接部分插入管材的内孔；棒材和管材内部之间的重合部分为10‐‐30mm，根据材料的不同以及结合力要求的不同选择重合长度；

步骤三、采用旋锻模具对管材的外部进行旋锻缩加工，直到压缩到预定尺寸，加工变形量使得管材内部抱紧棒材外部；继续旋锻缩径，使得管材材料开始沿轴向流动，旋锻加工完成后，两种材料就牢靠地连接在一起了；

步骤四、将材料从旋锻模具取出，由检验人员进行连接力检测，如果连接力不合格，则加大旋锻的压缩量，重复步骤三，直到符合设计要求。

本发明的优点：采用该工艺，可以对于不同的金属材料进行连接，从而克服异种金属之间很难焊接的问题；连接牢靠，通过旋锻变形，异种金属之间的材料在表面进行互相嵌入，连接的强度不弱于焊接；旋锻连接时管材整个圆周均匀受力，连接均匀，无集中受力点；工艺过程高效可靠，适用面广，尤其可以对无法焊接的材料进行连接，并且可以达到密封效果(气密、液密)，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是锻前两种材料管材与棒材嵌套示意图。

图2是锻中经过旋锻压缩后，材料变形并且互相嵌入示意图。

图3是锻后两种材料连接完毕示意图。

图4是旋锻压缩材料原理图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步说明。

现在有两种材料，棒材1为钛合金，外径32mm，管材2为铜镍合金，外径为32mm，壁厚3mm，内孔直径26mm，现在需要将两种材料连接，要求连接拉力>4.2KN，同时管材端部密封(气密)。

下面用旋锻工艺进行连接，包括以下步骤：

1、准备好两种原材料，因为棒材1的直径大过管材内径，所以要先将棒材1外径车削至25.8mm，车削长度为35mm(连接部分20mm，预留15mm材料流动空隙)。车削表面粗糙度μ>6.4um，以利于材料的互相嵌入。如图1所示。

2、准备好旋锻机器3，该模具的加工直径31mm。

3、准备工作完毕，下面开始加工。

4、将钛合金棒材1插入铜镍合金管材2内部，插入结合部分约为20mm。用旋锻模具3旋锻铜镍合金管材2外径，将外径从32mm旋锻到30.8mm，旋锻完毕后，铜镍合金材2外径缩减为30.8mm，壁厚减为2.6mm，材料伸长10mm，钛合金棒材1外径压缩为25.6mm。如图2、图4所示。

5、加工完毕，两根材料已经连接好了。如图3所示。经过检测，连接力完全符合要求，，抗拉力>4.5KN，同时管材端部密封(气密)合格。

按照前述的实验结果，将工艺确定，以后就可以正常生产了。