[发明专利]一种脉冲电流连接金属材料的方法

说明书

本发明提供的工艺方法，是一种全新的连接方法，利用脉冲电流加热金属材料到半固态温度区间，利用液相的流动和高温下原子超强的扩散能力，在外力的作用下将金属材料连接在一起。具体操作为：将预连接的两个零件（4,6）通过外力（3）压紧在一起，并通一定规格的脉冲电流（7），由于接触界面电阻最大，该部位（5）温度率先上升，当达到预定的半固态温度区间时，通过闭环控制将温度保持在此区间，控制外部压力，将两个零件焊合在一起。此连接方式具有能耗低，操作简单，结合强度高，界面干净等优点。

技术领域

本发明涉及材料加工领域，特别是涉及一种连接金属材料的方法。

背景技术

现如今，同种金属和不同金属之间的连接，通常采用焊接和铆接的方式实现。焊接工艺繁琐，能耗较高，且受限于材料润湿情况的影响，满足不同金属材料之间的连接，合适焊剂的寻找难度较大；而铆接方式不能将两个零件连接为一个整体，后继使用过程中容易松动发生事故。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种脉冲电流连接金属材料的方法，本发明采用如下技术方案：

1.将预连接的金属材料（4,6）表面清洁干净、去除污物、油渍和可能的氧化皮；预连接的材料可以是同种材料，也可以是不同材料;

2.将预连接的接触面对齐、靠在一起，利用压力装置（3）并施加一个外力，将两个接触面压在一起；

3.选择合适的部位，放置正负电极（7），保证电流方向与接触平面夹角不为0°；

4.合理设计电极接触面积，从而控制电流密度；

5.使用脉冲电流发生装置（1）控制脉冲电流参数，如波形、幅值，周期、占空比，等效强度等，结合面积因素，控制电流密度；

6.检测接触界面的温升曲线，当达到预定的半固态温度区间时，保持温度恒定并适当调整外力，促使连接区域（5）内液相部分一定程度的界面流动和固相液相两部分原子的高速扩散；

7.保持一定的时间；

8.撤去外力，根据需要，可以采用空冷或者水冷、液氮、液氧等冷却方式；

该工艺，根据需要，可以在惰性气体保护、或者真空环境下，或者抽真空到一定程度再通惰性气体保护下的真空保护箱（2）中进行，以防止金属材料氧化。

与现有技术相比，本发明提供一种针对材料之间的新型连接方式，可以克服传统焊接铆接连接时造成的缺点，减少了能耗，并且不需要额外的焊料，利用连接材料本身处于半固态温度区间液相的流动和原子的扩散能力进行连接，具有连接强度高，结合界面光滑，操作简单，可靠性高的特点。

附图说明

图1是脉冲电流连接金属材料方法的结构示意图

图中：脉冲电流发生装置1、真空保护箱2、压力装置3、预连接零件4、连接区域5、另一预连接零件6、脉冲电流电极7。

具体实施方式

以下结合实施例具体阐述本发明一种脉冲电流连接金属材料的方法的内容。

例子1：

连接两块AZ91镁合金板料：板料尺寸分别为100mm×50mm×6mm和50mm5×0mm×6mm，先清理预连接的表面，去除油渍氧化皮等杂物，将两表面对接，放置在小型压力机上，压力机安装有模具，表面为绝缘材料，施加10kgf作用在预连接镁合金板材上。

在两块板材上下边缘上分别安装脉冲电流电极，电极接触面积均为20平方毫米，脉冲电流采用矩形波，宽度1μm，周期0.02s，幅度30A，重复周期0.01s。