[发明专利]薄壁金属管路磁脉冲连接方法与接头结构

权利要求书

1.一种薄壁金属管路磁脉冲连接方法，其特征是：该金属管路磁脉冲连接工艺方法的实施步骤如下：

步骤一：对连接管件和被连接管件的搭接区L内对应表面进行去锈、去油、脱脂处理，使之呈现出光洁金属界面；

步骤二：把连接管件和被连接管件同轴对称放置，并且保证待连接接头的相对位置，一般搭接区长度为5-20t(t为连接管件的壁厚)；

步骤三：把感应器与连接、被连接管件同轴对称放置，保证感应器的工作区与管件搭接区相对，同时确保感应器和连接管件之间足够的绝缘强度；

步骤四：把线圈感应器的进出线端与电磁脉冲成形设备的两个接线端连接，当电磁脉冲成形设备对感应器进行瞬态放电时，在感应器与连接管件之间形成强磁场及脉冲磁压力，当脉冲磁压力幅值显著大于连接管件材料的屈服极限时，连接管件发生径向运动和变形，并与被连接管件冲击接触，当该冲击速度超过产生金属冶金接头的下限值时，则在原搭接区位置产生磁脉冲焊接接头。

2.根据权利要求1所述的薄壁金属管路磁脉冲连接方法，其特征是：在步骤四中的感应器为线圈-集磁器复合型感应器；流过线圈的瞬时变化的电流在与线圈临近的集磁器外壁上产生与线圈电流反方向的感应电流(涡流)；根据集肤效应，涡流在集磁器外壁表层流动，并在集磁器开缝处转到内壁表层、进而集中到集磁器工作区表层流动，此时涡流流向与线圈电流相同；该涡流磁场与连接管件感应电流磁场叠加，在集磁器内壁工作区和连接管件之间形成强磁场并产生脉冲磁压力，当脉冲磁压力显著大于连接管件材料的屈服极限时，连接管件发生径向运动和变形，并与被连接管件冲击接触，当该冲击速度超过产生金属冶金接头的下限值时，则在原搭接区位置产生磁脉冲焊接接头。

3.根据权利要求2所述的薄壁金属管路磁脉冲连接方法，其特征是：所用的集磁器可为圆柱形集磁器，其结构为一单匝线圈，侧壁开一纵向窄槽，其内添加绝缘材料，集磁器纵截面结构呈“工”字形、梯形或“T”形，其内表面上的工作区与外表面轴向长度之比小于1；集磁器材料为高强度、高导电率的金属，可以是紫铜或铜合金或高强铝合金。

4.根据权利要求1、2所述的薄壁金属管路磁脉冲连接方法，其特征是：该方法所涉及的薄壁金属管路磁脉冲连接的管路接头结构，

1)本发明适用的管路接头的连接为

(1)变径或等径的直通、弯头接头的连接

(2)三通、四通接头等多通接头的连接

2)本发明适用的管路材料匹配如下

(1)铜-铜或铜合金，或

(2)铝合金-铝合金，或

(3)铝合金-不锈钢波纹管，或

(4)不锈钢-铜(铜作为不锈钢管路的过渡结构)，或

(5)不锈钢-不锈钢(直接连接或采用高导电率的铜、铝合金驱动体)，或

(6)其他同种或异种金属材料管路。

5.根据权利要求4所述的薄壁金属管路磁脉冲连接管路接头结构，其特征是：所述的管路材料匹配中(1)～(4)项的管路连接，可以通过磁脉冲连接方法直接实现连接。

6.根据权利要求4所述的薄壁金属管路磁脉冲连接管路接头结构，其特征是：所述的管路材料匹配中(5)项的管路连接，采用高导电率的材料做驱动体，如铜合金或铝合金等；或者在进行磁脉冲连接之前，对与磁脉冲连接感应器临近的连接管件表面施加一定厚度的高导电率金属材料的涂层，再进行磁脉冲连接操作。

7.根据权利要求4所述的薄壁金属管路磁脉冲连接管路接头结构，其特征是：所述的管路材料匹配(6)项的管路连接，若高导电率金属为连接管，则通过磁脉冲连接方法直接实现连接；若低导电率金属为连接管，则按材料匹配(5)项的管路连接方法处理。

8.根据权利要求4所述的薄壁金属管路磁脉冲连接管路接头结构，其特征是：磁脉冲连接管件与被连接管件的单面径向间隙为外管内直径的5～20％，或者取0.5～2.0t。

9.根据权利要求4所述的薄壁金属管路磁脉冲连接管路接头结构，其特征是：被连接管件满足一定得刚度，以保证在磁脉冲连接过程中不发生塑性变形或结构失稳。