[发明专利]摩擦焊铆结构组件及设有此组件的电子设备、机械装置、建筑构件

说明书

摩擦焊铆结构组件及设有此组件的电子设备、机械装置、建筑构件。摩擦焊铆连接件30插入工件20的通孔5而接触工件10；推力D、移动摩擦焊外力E或F共驱连接件30实施轴向移动B，焊接界面H温升到有挤出物J1时，E或F停；外力G续推连接件30实施轴向移动C，有挤出物J2时，工件20与连接件30接触；外力G保压顶锻下界面H降温冷却，外力G停，工件10与连接件30降温冷却收缩产生H和M间的铆紧力，实现工件10、工件20和连接件30之间的摩擦焊铆结构组件。

技术领域

本发明创造涉及一种摩擦焊铆结构组件，涉及设有此组件的电子设备，包括手机、平板电脑、音频视频播放器、健康检测设备、通信设备；涉及设有此组件的机械装置，包括汽车、火车、机床、飞行器、水中航行器；涉及设有此组件的建筑构件，包括广告牌、房屋建筑部件。

背景技术

电子设备、机械装置和建筑构件领域，为了提高对铝合金和异种金属材料叠层工件点焊连接的质量，做到：1.焊接过程在真空无氧环境下完成；2. 100％排出摩擦焊接界面内的氧化物杂质；3.降低焊接温度实现被焊接金属材料不发生高温熔化，完成固相焊接；4.焊接界面材料晶粒排列均匀细化一致，没有微裂纹微气孔。目前，采用可锻造金属工件实现摩擦焊接结构组件是一条合适的焊接技术路径，可以采用201480044606.3中国发明专利，设计轴向台阶形旋转摩擦焊接圈，旋转圈的内圈头部平面插入上层工件的通孔以接触到下层工件，旋转圈的外圈后部平面直接接触到上层工件，启动旋转圈旋转摩擦点焊叠层工件时，旋转圈头部内圈的第一摩擦焊接界面连接旋转圈和下层工件，旋转圈后部外圈的第二摩擦焊接界面连接旋转圈和上层工件，能够实现在真空无氧环境下、第一摩擦焊接界面和第二摩擦焊接界面内的氧化物杂质全部100％排出，对固相焊接界面顶锻冷却，获得均匀细化一致的第一摩擦焊接界面和第二摩擦焊接界面，实现摩擦点焊连接叠层工件结构组件。上述现有技术，已经能够通过台阶形旋转圈摩擦焊接完成某些铝合金或者异种可锻造金属材料之间的叠层工件点焊连接。

然而，某些金属材料叠层工件之间的摩擦点焊，在摩擦焊接时必需产生的挤出物磨损程度超过了被焊接工件的厚度磨损承受力范围，会造成被焊接工件击穿报废；某些叠层工件的上层工件仅需与下层工件实现可靠金属件紧固连接，螺栓连接或者铆钉连接都可以，但是下层工件的完整性又不允许设计螺栓通孔铆钉通孔；某些叠层工件的下层工件与旋转圈之间的摩擦焊接材料匹配顺利，而上层工件材料特别容易磨损导致击穿报废，没有合适的旋转圈摩擦焊接材料同时匹配上层工件和下层工件；某些叠层工件的上层工件材料承压性能非常好，而焊接性能非常差；某些叠层工件连接，下层金属材料不允许打通孔，而可以摩擦焊接；某些叠层工件的上层工件是陶瓷、玻璃或者聚合物材料，无法与金属材料制作的旋转圈摩擦焊接。这些技术难题，需要发明创造出新的叠层工件连接结构组件和连接工艺，能在实现台阶形旋转圈内圈与下层工件可靠摩擦焊接的同时，也能实现台阶形旋转圈外圈与上层工件的可靠紧固连接。

发明内容

一种摩擦焊铆结构组件，包括第一工件10、第二工件20、焊铆连接件30，其特征在于：第一工件10和第二工件20叠装在一起；焊铆连接件30插入第二工件20上的通孔5而接触第一工件10；轴向挤压推进外力D挤压推进焊铆连接件30压紧第一工件10，旋转移动摩擦焊接外力E或者往复移动摩擦焊接外力F驱动焊铆连接件30做径向移动，实施焊铆连接件30和第一工件10之间的移动摩擦焊接连接；第一摩擦焊接连接界面H的温度升高，轴向挤压推进外力D挤压推进焊铆连接件30完成轴向移动距离B产生挤出物J1时，旋转移动摩擦焊接外力E或者往复移动摩擦焊接外力F停止，轴向挤压推进外力G继续挤压推进焊铆连接件30完成轴向移动距离C，产生挤出物J2，实现第二工件20与焊铆连接件30接触；在轴向挤压推进外力G的挤压顶锻下，第一摩擦焊接连接界面H的温度降低冷却，轴向挤压推进外力G停止，第一工件10与焊铆连接件30的接触处实现第一摩擦焊接连接界面H、第二工件20与焊铆连接件30的接触处实现第二铆压紧固连接界面M，焊铆连接件30降温冷却收缩产生第一摩擦焊接连接界面H和第二铆压紧固连接界面M之间的铆压紧固力，从而实现第一工件10、第二工件20和焊铆连接件30之间的摩擦焊铆结构组件。