[实用新型]一种能够实现固态金属的快速剪切挤压连接的机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能够实现固态金属的快速剪切挤压连接的机构，该机构能在短时间内连接待连接的金属板，使连续的轧制成为可能。

背景技术

随着航空航天、交通运输、化工、建筑和电子工业的迅速发展，不断对材料的性能提出越来越高的要求，因此，金属间的连接技术，特别是固态连接技术一直是国内外研究者关注的热点课题之一。另一方面，随着钢材市场的激烈竞争，提高钢材的生产率和成品率迫在眉睫，而无头轧制技术是实现该目标的首选，固态金属的连接是无头轧制的关键技术之一。

经过多年的发展，现代金属连接技术主要包括冶金连接(俗称焊接)、机械连接、化学连接，其中焊接技术占主导地位，应用最为广泛。焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程，促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或同时加热又加压，金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类，目前，常用的中、厚板金属和金属板材连接方法为高温热源焊接。高温热源焊接方法连接时间长、距离长，设备庞大，效率低，而且存在钢坯端面形状偏差及钢种的变化影响焊接的质量，焊接系统故障较多，焊瘤难以去除等缺陷。

1991年英国焊接研究所实用新型了一种新型固态连接技术-搅拌摩擦焊(简称FSW)。其工作原理是：搅拌焊头在高速旋转的同时插入待焊接材料接缝中，旋转的搅拌焊头与焊件之间摩擦产生的热量，使接缝处的材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头一边旋转一边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面材料发生强烈的塑性变形并流 向搅拌焊头的后面，肩部所施加的压力使接缝处的变形金属通过相互扩散与再结晶牢固的结合在一起，从而形成搅拌摩擦焊缝。FSW不会产生飞溅、烟尘，不需添加焊丝和保护气体，接头部位不存在金属的熔化过程，故不存在熔焊时的各种缺陷；同时，由于熔焊过程中接头部位大范围的热塑性变化过程，焊后接头的内应力小、变形小，基本可实现板件的低应力无变形焊接，成为一种新型的绿色焊接技术。但FSW由于受到搅拌磨擦头尺寸的限制，通常适用于板材间的连接，对于焊接截面很大的材料，其中心部分难以实现焊合。扩散连接作为另一种固态连接技术也能够避免采用熔焊方法时产生的缺陷，被广泛应用于金属板材的连接。

由此可见，现有的固态金属连接方法主要存在的问题为：设备庞大而贵重，生产线长，连接时间长，需要对固态金属做预处理，无法快速连接，因此有必要提出一种简便且可靠的机构来实现固态金属快速剪切挤压连接。可以预见，剪切变形固态连接加工技术在工业上具有广泛的应用前景。

实用新型内容

为了解决上述提到的现有的固态金属连接方法存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够实现固态金属的快速剪切挤压连接的机构，能在短时间内连接好热轧金属板，使连续的轧制成为可能。

本实用新型提供一种能够实现固态金属的快速剪切挤压连接的机构，其包括驱动装置、连接装置、传动装置、设有一刀尖的上刀架和设有一刀尖的下刀架，其中，所述上刀架能滑动地设置在位于所述连接装置中部的凹槽中，所述下刀架固定地设置在所述连接装置的底部，所述上刀架与所述下刀架之间设置有第一固态金属板和第二固态金属板，所述第一固态金属板和第二固态金属板具有一个共同的重叠部分，在所述重叠部分处实现固态金属的快速剪切挤压连接；以及所述上刀架的刀尖在连接过程中具有第一封闭曲线，所述下刀架的刀尖在连接过程中具有第二封闭曲线，且所述第一封闭曲线和所述第二封闭曲线为不相交的封闭曲线。

可优选的是，所述传动装置包括第一传动装置、第二传动装置、 第三传动装置和第四传动装置；所述第一传动装置的第一端通过其上设置的中间销轴与所述驱动装置的中部连接在一起，所述第一传动装置的第二端通过销轴连接在所述上刀架上；以及所述第二传动装置的第一端连接到所述连接装置的中部活动销轴上，所述第二传动装置的第二端通过所述活动销轴与所述第三传动装置的第一端相连接，所述第三传动装置的第二端通过活动销轴与所述第四传动装置的第一端相连接，所述第四传动装置的第二端通过活动销轴与所述驱动装置的第二端相连接，并且所述第三传动装置的中间设有一固定销轴。 

可优选的是，所述驱动装置为曲柄轴，所述曲柄轴能够做圆周运动，从而带动所述上刀架和所述下刀架的相对运动。

可优选的是，所述第一传动装置、第二传动装置和第三传动装置为连杆，所述第四传动装置为摇杆。

可优选的是，在剪切过程中，所述驱动装置借助所述第一传动装置、所述第二传动装置、所述第三传动装置和所述第四传动装置带动所述上刀架和所述下刀架做沿水平方向X和垂直方向Y的运动。