[发明专利]异种金属半固态熔敷压力焊接装置

说明书

技术领域

本发明属于一种焊接装置，特别是一种针对铝合金与其它异种金属半固态熔敷压力焊接装置。

背景技术

异种金属连接结构具有两种材料综合的优良性能，在国防和国民生产领域得到了广泛的应用，且应用前景不断扩大。但由于异种金属的物理、化学及力学性能方面存在着巨大的差异，对连接方法要求比较苛刻。目前一般采用机械连接、胶接、焊接等方法，主要以机械连接和胶接或二者组合应用为主。但机械连接和胶接存在很多缺点，如强度低、结构质量大、胶接时产生多余物等，因此，国内外众多研究者开展了大量焊接连接的研究，采用焊接方法来解决异种金属的连接问题。目前，能够实现异种金属连接方法主要有搅拌摩擦焊、扩散焊和扩散钎焊。由于搅拌摩擦焊工艺柔性差，而扩散焊需要在真空室中进行且效率相对较低，这些固相连接在实际生产应用中受到一定限制。而采用TIG焊、MIG焊等常规熔焊方法进行异种金属焊接时，容易出现如下问题：1、冶金不相容性，在界面形成脆性化合物相；2、热物理性能不匹配，产生残余应力；3、力学性能差异大，导致连接界面力学失配，产生严重的应力奇异行为。严重影响异种金属接头性能。所以，急需要一种新的焊接方法实现异种金属的连接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，操作方便，可以实时调节加热速度、加热温度、加压速度、加压压力和保温、保压时间等参数的异种金属半固态熔敷压力焊接装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种异种金属半固态熔敷压力焊接装置，该装置包括控压装置、控温装置、气体保护装置和压模装置，控压装置与压模装置相连接，控压装置将压力传递给压模装置，压模装置对焊接试样施加压力；控温装置中的感应加热线圈位于压模装置外部，温度控制信号调节感应加热线圈电流的大小和通断，控制对压模装置的加热过程；气体保护装置与压模装置连接，将保护气体输入压模装置内。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1、可以实现高温高压的试验条件，温度可以达到600℃，压力可以达到100KN；2、温度调节灵活，加热速度可以自由调节，可以实现快速加热；3、可以实时调节温度和压力；4、可以实现焊接试样在整个焊接过程中的保护，避免其在焊接过程的氧化；5、可以实现熔点相差较大的异种金属的焊接如铝和钢、铝和铜等的连接，也可以适用于铝和镁等轻金属的连接；6、设备简单，价格低廉。

附图说明

图1为本发明异种金属半固态熔敷压力焊接装置结构示意图。

图2为本发明异种金属半固态熔敷压力焊接装置中压模装置结构示意图。

图3为本发明异种金属半固态熔敷压力焊接装置焊接得到的铝钢异种接头显微硬度测试结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1、图2本发明公开了一种异种金属半固态熔敷压力焊接装置，该装置包括控压装置、控温装置、气体保护装置和压模装置，控压装置与压模装置相连接，控压装置将压力传递给压模装置，压模装置对焊接试样施加压力；控温装置与压模装置连接，温度控制信号调节感应加热线圈21电流的大小和通断，控制对压模装置的加热过程；气体保护装置与压模装置连接，将保护气体输入压模装置内。

控温装置包括红外测温仪19、温度控制器20、感应加热线圈21、感应加热控制柜22，红外测温仪19固定在压力机架25侧方，与温度控制器20相连，将探测到的试样钢槽12的温度信息传输到温度控制器20，温度控制器20和感应加热控制柜22相连接，将控制信号传输给感应加热控制柜22，感应加热控制柜22与感应加热线圈21相连接，调节电流的大小和通断控制感应加热线圈21的加热过程。

控压装置包括工业计算机1、压力传感器8、压力机架25、球座17和夹具座18，工业计算机1与压力传感器8相连，压力传感器8位于压力机架25的上部中心位置与压模装置中的上压块9连接，压力传感器8将测试到的上压块9的压力反馈到工业计算机1，夹具座18位于压力机架25下部中心位置与球座17连接，球座17与下压块16连接。