[发明专利]一种异质金属薄壁管的压-粘复合塑性连接的加工方法

说明书

本发明涉及一种异质金属薄壁管的压‑粘复合塑性连接的加工方法，该方法包括以下步骤：1)在第一金属薄壁管的端部加工出内倒角，在第二金属薄壁管的端部加工出与内倒角相适配的外倒角；2)在第二金属薄壁管的外壁涂敷结构胶；3)将第一金属薄壁管及第二金属薄壁管置于模具中，之后沿管轴向施加压缩载荷，使第一金属薄壁管及第二金属薄壁管发生压缩失稳变形并形成端部褶皱，内侧的端部褶皱与外侧的端部褶皱形成包覆接头；4)使结构胶固化。与现有技术相比，本发明充分考虑了金属薄壁管的特性，接头连接强度高，并能够避免两异质金属薄壁管的直接接触，可有效避免接触腐蚀问题，同时增加了接头的密封性。

技术领域

本发明属于金属薄壁管零件连接技术领域，涉及一种异质金属薄壁管的压-粘复合塑性连接的加工方法。

背景技术

管类零件作为一种传输介质、传递载荷的结构，应用于汽车、航空航天、石油输送管道中。其中，金属薄壁管具有中空、质量轻、高刚度和高强度等优点，高强钢、铝金属、镁合金等轻质金属薄壁管同时具备轻质材料和薄壁管的双重优点，可以达到减重效果、力学性能与成本的同时占优。因此，由不同金属薄壁管制成的零件的应用将会越来越广，这类空心管件主要用于发动机进排气系统管件、空调系统管路、液压系统管路、发动机托架中的管件、底盘结构件、车身框架、座椅骨架、散热器支架、前后轴、驱动轴、空心轴等。

目前，金属薄壁管的应用面临的一个技术挑战就是不同金属薄壁管件间的连接。一方面，由于不同金属的导电导热性能存在差异很大，传统的熔化焊接无法用于钢与铝合金、镁合金零件间的连接。由于壁厚的限制，常用的螺纹连接、法兰连接、卡扣连接等均不适合于薄壁管的连接。另一方面，不同金属存在较大电位差，两者直接接触会产生接触腐蚀，影响服役寿命。因此，异质金属薄壁管的连接设计不仅需要关注连接强度，还需要考虑不同金属间的防腐蚀问题。缺乏高效可靠的连接技术已成为异质金属薄壁管推广应用的主要难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种异质金属薄壁管的压-粘复合塑性连接的加工方法。本发明中的管/管塑性连接与胶接复合连接方法，是一种适用于异质金属材料薄壁管的连接方法，该发明突破了焊接对母材材料的限制，以及目前工业技术水平下铝、镁等材质管焊接技术的局限性，可以可靠地连接异质金属材料薄壁管，同时在结构胶的作用下使接头具有与焊接同等水平的密封性。本发明具有比传统管管焊接更加出色的材料适应性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种异质金属薄壁管的压-粘复合塑性连接的加工方法，该方法包括以下步骤：

1)在第一金属薄壁管的端部加工出内倒角，在第二金属薄壁管的端部加工出与内倒角相适配的外倒角；

2)在第二金属薄壁管的外壁涂敷结构胶；

3)将第一金属薄壁管及第二金属薄壁管置于模具中，之后沿管轴向施加压缩载荷，使第一金属薄壁管及第二金属薄壁管发生压缩失稳变形并形成端部褶皱，内侧的端部褶皱与外侧的端部褶皱形成包覆接头；

4)使结构胶固化。

进一步地，所述的第一金属薄壁管及第二金属薄壁管的材质分别独立地选自钢、铝、镁合金中的一种，并且所述的第一金属薄壁管与第二金属薄壁管的材质不同。

进一步地，步骤1)中，所述的内倒角及外倒角的大小相同。

进一步地，所述的内倒角或外倒角的大小与金属薄壁管的自由端长度满足式(1)：

式(1)中，t₀为第一金属薄壁管的管壁厚度，t₁为第二金属薄壁管的管壁厚度，α为内倒角或外倒角的大小，l₀为第一金属薄壁管的自由端长度，l₁为第二金属薄壁管的自由端长度；所述的自由端长度为第一金属薄壁管或第二金属薄壁管置于步骤3)的模具中后暴露在模具外的长度。