[发明专利]一种双重连接模式的摩擦铆焊装置及铆焊方法

权利要求书

1.一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：它包括铆焊工具（1）、铆钉（2）、上连接体（3）、下连接体（4）和铆帽（5），所述上连接体（3）上设置有上预制铆孔（3-2），所述下连接体（4）上设置有下预制铆孔（4-2），所述上预制铆孔（3-2）和下预制铆孔（4-2）同轴设置，所述铆钉（2）贯穿上预制铆孔（3-2）和下预制铆孔（4-2），所述铆钉（2）上端与铆焊工具（1）相连，所述铆钉（2）下端与铆帽（5）相连，合金铆钉与铆帽接触，铆钉与基体和铆帽发生冶金，并形成机械铆接结构，兼顾焊接冶金与机械铆接双重连接模式。

2.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述铆焊工具（1）包括夹持部（1-1）、散热部（1-2）和轴肩部（1-3），所述夹持部（1-1）上设置有定位平面（1-1-1），所述散热部（1-2）连接夹持部（1-1）和轴肩部（1-3），所述散热部（1-2）上设有多个同心圆环结构的散热槽（1-2-1），所述轴肩部（1-3）上设置有圆角（1-3-1），所述轴肩部（1-3）端面设置有凹孔（1-3-2），所述凹孔（1-3-2）与铆钉（2）配合。

3.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述铆钉（2）包括铆钉帽（2-1）和铆钉柱（2-2），所述铆钉帽（2-1）上设置有定位帽（2-1-1），所述铆钉帽（2-1）通过定位端面（2-1-2）与铆钉柱（2-2）相连，所述铆钉柱（2-2）表面设置螺纹或铣平面接头。

4.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述上预制铆孔（3-2）由上至下依次为上圆柱面（3-2-1）、上圆锥面（3-2-2）和上圆柱孔（3-2-3），所述下预制铆孔（4-2）由下至上依次为下圆柱面（4-2-1）、下圆锥面（4-2-2）、下圆柱孔（4-2-3）。

5.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述铆帽（5）包括铆帽体（5-1）和铆帽中心孔，所述铆帽中心孔贯穿铆帽体（5-1），所述铆帽体（5-1）上设置有加持面（5-1-1），所述加持面（5-1-1）上方依次设置锥面（5-1-2）和接触端面（5-1-3）。

6.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述铆焊工具（1）材质为高速工具钢、硬质合金、钨铼合金或聚晶立方氮化硼，所述铆焊工具（1）的材料硬度和强度不低于铆钉（2）材料的硬度和强度。

7.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述铆钉（2）和铆帽（5）材质均为金属基复合材料，所述上连接体（3）和下连接体（4）材质为金属基复合材料或高温合金材料。

8.根据权利要求1所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置，其特征在于：所述铆钉（2）直径为1~500mm，长度为1~2000mm。

9.一种如权利要求1所述的双重连接模式的摩擦铆焊装置的铆焊方法，其特征在于：合金铆钉与铆帽接触，铆钉与基体和铆帽发生冶金，并形成机械铆接结构，兼顾焊接冶金与机械铆接双重连接模式，铆焊方法包括以下步骤：

步骤1：将铆钉（2）与上连接体（3）和下连接体（4）上的上预制铆孔（3-2）和下预制铆孔（4-2）放置于同一轴线上；

步骤2：使铆焊工具（1）与铆钉（2）及上预制铆孔（3-2）和下预制铆孔（4-2）位于同一轴线，铆焊工具（1）带动铆钉（2）以一定速度旋转并下压，使铆钉（2）压入上预制铆孔（3-2）和下预制铆孔（4-2）；

步骤3：铆钉（2）穿出上预制铆孔（3-2）和下预制铆孔（4-2），使铆钉（2）与逆向旋转的铆帽（5）连接；

步骤4：铆焊工具（1）回抽，铆钉（2）、上连接体（3）和下连接体（4）和铆帽（5）共同形成一体式铆焊结构。

10.根据权利要求9所述的一种双重连接模式的摩擦铆焊装置的铆焊方法，其特征在于：所述铆焊工具（1）旋转速度为20~50000rpm，下压速度为0.05~1000mm/min。