[发明专利]一种异质金属材料的连接结构及其连接方法

说明书

本发明公开了一种异质金属材料的连接结构，包括依次连接的第一金属层、连接层和第二金属层，连接层包括交错咬合的第一金属连接头和第二金属连接头，第一金属连接头和第二金属连接头均为若干个，第一金属连接头与第一金属层的材料相同，第二金属连接头与第二金属层的材料相同，若干个第一金属连接头在第一金属层靠近连接层的端面均匀间隔排列，若干个第二金属连接头在第二金属层靠近连接层的端面均匀间隔排列。本发明还提供一种异质金属材料的连接方法，利用激光选区熔化快速成形设备制造上述异质金属材料的连接结构。本发明异质金属材料的连接结构及其连接方法提高了异质金属材料间连接的稳定性。

技术领域

本发明涉及金属成型技术领域，特别是涉及一种异质金属材料的连接结构及其连接方法。

背景技术

异质金属材料的连接一直是困扰整体结构件可靠性的关键问题之一。在异质金属材料连接方法中，焊接方法应用广泛，如电弧焊、激光焊、电子束焊、摩擦焊、爆炸焊、扩散焊等。焊接使异质金属材料能够实现冶金结合，具有较高的强度。但是，由于异质金属之间冶金反应会产生金属间化合物等脆性相，从而使接头在承载情况下易于产生裂纹。同时，现有焊接技术中，接头界面往往都是二维的平界面，难以有效阻止裂纹扩展，从而造成接头塑性低，易开裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种异质金属材料的连接结构及其连接方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高异质金属材料间连接的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种异质金属材料的连接结构，包括依次连接的第一金属层、连接层和第二金属层，所述连接层包括交错咬合的第一金属连接头和第二金属连接头，所述第一金属连接头和所述第二金属连接头均为若干个，所述第一金属连接头与所述第一金属层的材料相同，所述第二金属连接头与所述第二金属层的材料相同，若干个所述第一金属连接头在所述第一金属层靠近所述连接层的端面均匀间隔排列，若干个所述第二金属连接头在所述第二金属层靠近所述连接层的端面均匀间隔排列，所述第一金属连接头与相邻的所述第二金属连接头紧密接触。

优选地，所述第一金属连接头呈T型，所述第二金属连接头呈倒T型。

本发明还提供一种异质金属材料的连接方法，包括以下步骤：

(1)第一金属层和第一金属连接头的材料才采用第一金属粉末，第二金属层和第二金属连接头的材料采用第二金属粉末，采用三维造型软件设计出上述异质金属材料的连接结构的CAD模型图纸，再用切片软件对所述CAD模型图纸进行处理导出包含制造分层信息的STL文件，然后将导出的STL文件导入激光选区熔化快速成形设备；在所述STL文件中需要将第一连接头的支撑部和第二连接头的头部划分为第一单层，第二连接头的支撑部和第一连接头的头部划分为第二单层，对应所述第一单层和所述第二单层分别生成制造分层信息；

(2)根据所述第一金属粉末和所述第二金属粉末的成形性能确定铺粉层厚、激光扫描路径及工艺参数；

(3)将所述第一金属粉末和所述第二金属粉末进行保温预热处理，然后将保温预热处理后的所述第一金属粉末和所述第二金属粉末分别装入各自的铺粉槽中；

(4)将所述激光选区熔化快速成形设备的工作台下降一个工作高度，铺粉机构沿导轨移动，将所述材料第一金属粉末平铺在工作台上，该工作高度为步骤(2)中确定的所述第一金属粉末的铺粉层厚；

(5)使所述激光选区熔化快速成形设备的激光器在惰性气体保护的环境下，按照步骤(2)中确定的激光扫描路径及工艺参数对所述第一金属粉末进行扫描，将轮廓内的所述第一金属粉末熔化，形成所述第一金属层的第1层截面；

(6)重复步骤(4)-(5)，逐层扫描直到所述第一金属层成形；