[发明专利]一种复合管/排管及复合板的搅拌摩擦硬钎焊制备方法

权利要求书

1.一种搅拌摩擦硬钎焊制备复合管的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）备料与组装工序

将周向外轮廓为正方形或长方形的管状基层材料、与该管状基层材料两侧形状相应的槽状覆层材料，按照内、外复合的结构形式搭接组装，并在内外搭接界面预置钎料；

2）焊接工序

采用无针工具或带针工具进行搅拌摩擦硬钎焊，分别使相搭接的槽状覆层材料的底面与管状基层材料对应侧表面之间，以及相搭接的槽状覆层材料的翼侧表面与管状基层材料对应侧表面之间实现焊合；采用带针工具进行搅拌摩擦硬钎焊，使管状基层材料对应侧表面上相对接的槽状覆层材料翼侧边缘之间实现焊合；

所述搅拌摩擦硬钎焊包括以含有含Si铝基硬钎料以及金属粉末的多组元复合化硬钎料作为预置在内外搭接界面的钎料，通过搅拌摩擦诱发含Si铝基硬钎料与金属粉末表面氧化膜之间的铝热反应，并利用该铝热反应的放热作为辅助热源熔化含Si铝基硬钎料的搅拌摩擦钎焊过程。

2.根据权利要求1所述一种搅拌摩擦硬钎焊制备复合管的方法，其特征在于：所述复合化硬钎料采用相对于槽状覆层材料熔点低、易软化变形的含Si铝基硬钎料作为组元之一，通过搅拌摩擦，含Si铝基硬钎料与金属粉末表面氧化膜充分接触，诱发含Si铝基硬钎料与金属粉末表面氧化膜之间产生铝热反应，使含Si铝基硬钎料得以熔化，并利用熔化的含Si铝基硬钎料和利用以固相颗粒形式分散在该含Si铝基硬钎料熔化所形成的液相中的金属粉末兼顾实现机械与冶金双重机制去膜、抑制金属间化合物增厚及抑制热应力。

3.根据权利要求1所述一种搅拌摩擦硬钎焊制备复合管的方法，其特征在于：所述步骤1）具体包括以下步骤：选取硬度相对较高的成品方管作为复合方管的基层材料，选取硬度相对较低的槽状预成形件作为复合方管的覆层材料；将由两个槽状预成形件围成的管体与成品方管以外管套内管的方式组装，并在槽状预成形件内表面与成品方管对应侧外表面之间放置所述复合化硬钎料。

4.根据权利要求3所述一种搅拌摩擦硬钎焊制备复合管的方法，其特征在于：所述成品方管为钢制，槽状预成形件采用由铝板弯制的平底U型结构，复合方管为铝包钢双层结构；其中，铝板的厚度为1~8mm，成品方管的壁厚为≤8mm。

5.根据权利要求3所述一种搅拌摩擦硬钎焊制备复合管的方法，其特征在于：所述步骤2）具体包括以下步骤：按照设定的搅拌摩擦钎焊工艺参数，先用无针工具沿着组装在成品方管上的一个槽状预成形件的底面施焊，再用无针工具沿着组装在成品方管上的另一个槽状预成形件的底面施焊；然后用带针工具沿着两个槽状预成形件在成品方管上的对接位置施焊。

6.一种搅拌摩擦硬钎焊制备复合排管的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）备料与组装工序

将周向外轮廓为正方形或长方形的管状基层材料、与该管状基层材料两侧形状相应的槽状覆层材料，按照内、外复合的结构形式搭接组装，并在内外搭接界面预置钎料；

2）复合管焊接工序

采用无针工具或带针工具进行搅拌摩擦硬钎焊，分别使相搭接的槽状覆层材料的底面与管状基层材料对应侧表面之间，以及相搭接的槽状覆层材料的翼侧表面与管状基层材料对应侧表面之间实现焊合；采用带针工具进行搅拌摩擦硬钎焊，使管状基层材料对应侧表面上相对接的槽状覆层材料翼侧边缘之间实现焊合；

所述搅拌摩擦硬钎焊包括以含有含Si铝基硬钎料以及金属粉末的多组元复合化硬钎料作为预置在内外搭接界面的钎料，通过搅拌摩擦诱发含Si铝基硬钎料与金属粉末表面氧化膜之间的铝热反应，并利用该铝热反应的放热作为辅助热源熔化含Si铝基硬钎料的搅拌摩擦钎焊过程；

3）将多个通过步骤1）和2）焊接得到的复合管按照预定的排管形状组装为基材，然后将该基材与外覆板材焊接为一体，即制得复合排管；或者，将多个通过步骤1）和2）焊接得到的复合管按照预定的排管形状组装，然后将相邻复合管焊接为一体，即制得复合排管。