[发明专利]一种基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法

权利要求书

1.一种基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法，其特征是：它包括如下步骤：

(1)对待焊接的两异种金属焊件一和焊件二的对接端面进行处理：所述焊件一和焊件二均为正方形棒材、均为圆形棒材或者均为板材，首先将待焊接的焊件一和焊件二的对接端分别切割成叉指端头，然后去除焊件一和焊件二端面的毛刺、油污和氧化膜；

当焊件一和焊件二均为正方形棒材或均为圆形棒材时，所述焊件一上的叉指端头为叉指一，所述焊件二上的叉指端头为与叉指一形状相适应的凹槽一；

当焊件一和焊件二均为板材时，所述焊件一和焊件二上的叉指端头均包括多个间隔设置且形状相适应的叉指二和凹槽二，且焊件一上的叉指二与焊件二上的凹槽二啮合；

所述叉指一的外轮廓线包括顺次连接的复合曲面一、半椭圆曲面一和复合曲面二，所述复合曲面一和复合曲面二关于半椭圆曲面一的椭圆短轴对称，所述半椭圆曲面一的弧长为椭圆一的长轴所对应的弧长，所述复合曲面一和复合曲面二分别包括顺次连接的弧形曲面一、弧形曲面二和弧形曲面三，所述弧形曲面一为自内向外扩张的弧形变径段，所述弧形曲面二和弧形曲面三中心对称且两者的弧长均为椭圆二的半长轴所对应的弧长，且弧形曲面二和弧形曲面三所在两椭圆二的中心连线与水平线之间的夹角为10°；

所述叉指二的外轮廓线包括顺次连接的复合曲面三、半椭圆曲面二和复合曲面四，所述复合曲面三和复合曲面四关于半椭圆曲面二的椭圆短轴对称，所述半椭圆曲面二的弧长为椭圆三的长轴所对应的弧长，所述复合曲面三和复合曲面四分别包括顺次连接的弧形曲面四和弧形曲面五，所述弧形曲面四和弧形曲面五中心对称且两者的弧长均为椭圆四的半长轴所对应的弧长，且弧形曲面四和弧形曲面五所在两椭圆四的中心连线与水平线之间的夹角为10°；

所述椭圆一和椭圆三的半长轴为5mm、半短轴为3mm，所述椭圆二和椭圆四的半长轴为5mm、半短轴为3mm；

(2)将焊件一和焊件二通过叉指一与凹槽一的配合或叉指二与凹槽二的配合进行对接叉指连接；

(3)将对接叉指连接的焊件一和焊件二放置在电阻焊设备上并用工装夹具和夹持电极进行固定；

(4)设定电阻对焊工艺参数，进行焊接，焊接过程中，低熔点金属熔化且高熔点金属不熔化，实现异种金属熔钎焊的冶金连接。

2.根据权利要求1所述的基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法，其特征是：所述焊件一的材料为铝合金，所述焊件二的材料为钛合金。

3.根据权利要求1所述的基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法，其特征是：所述步骤(4)中的电阻对焊工艺参数为：焊接电流为2000-15000A，焊接时间为0.08-1.2s，焊丝的伸出长度为10-30mm，所述叉指一和叉指二的长度为15.5mm，所述焊件一和焊件二的横截面积分别为25-500mm²，顶锻压力为10-45MPa。

4.根据权利要求3所述的基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法，其特征是：当焊件一和焊件二均为正方形棒材或均为圆形棒材时，所述步骤(3)中的夹持电极为铜制的直角夹持电极，所述夹持电极的两个直角边长小于或等于圆形棒材的半径和正方形棒材的边长，所述夹持电极的宽度为10-20mm、厚度为2-6mm；

当焊件一和焊件二均为板材时，所述步骤(3)中的夹持电极为长方体结构，所述夹持电极的长度与板材的宽度相等、宽度为10-20mm、高度为4-20mm。

5.根据权利要求4所述的基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法，其特征是：当焊件一和焊件二均为圆形棒材时，所述焊件一和焊件二的半径均为10mm、长度均为100mm。

6.根据权利要求5所述的基于仿生连接的异种金属接头电阻对焊方法，其特征是：所述步骤(1)中，依次采用800目、1500目和2000目的砂纸对焊件一和焊件二的端面进行打磨，去除焊件一和焊件二端面的毛刺；然后将焊件一和焊件二放入含有酒精的超声波仪器中清洗十分钟，去除焊件一和焊件二端面的油污；最后将铝合金焊件一放入温度为50℃、浓度为8％的NaOH溶液中浸泡50s，然后水洗，再将其在常温下用浓度为20％的HNO₃浸泡1min,然后用酒精擦洗表面溶液，最后用水冲洗并用吹风机吹干，将钛合金焊件二放入混合溶液中清洗，混合溶液的体积配比为35％HNO₃+5％HF+60％H₂0，然后用酒精擦去溶液，最后用水冲洗并用吹风机吹干。