[发明专利]一种异材金属接头界面焊接方法及异材焊接接头

说明书

本发明涉及一种异材金属接头界面焊接方法及异材焊接接头，包括以下步骤：在熔点较高的第一异材结构件的搭接区域加工至少一个装配孔；将熔点低于所述第一异材结构件的第二异材结构件的搭接区域加工承力凸台，其中，所述承力凸台的形状、尺寸和分布均与所述装配孔一一对应；将所述第一异材结构件的装配孔与所述第二异材结构件的承力凸台相互搭接装配；使用焊接热源装置加热完成相互搭接装配的搭接区域，熔化所述搭接区域的第二异材结构件和承力凸台，使得熔化的材料包覆所述第一异材结构件和所述装配孔，以在搭接区域形成具有界面连接的异材金属接头；其目的是获得高强度的异材焊接接头，应用于承力结构制造。

技术领域

本发明属于机械结构连接技术领域，尤其涉及一种异材金属接头界面焊接方法及异材焊接接头。

背景技术

在航空、航天、船舶和兵器以及民用领域的构件制造中，需要将熔点较低材料构件(如：铝合金、镁合金和铜合金等)与熔点较高材料构件(如：钛合金、合金钢等)焊接为整体结构。通常情况下，采用炉中钎焊、熔钎焊方法实现两种类型材料的异材焊接。采用炉中钎焊方法时，在钎焊炉中整体加热连接结构，通过钎料熔化凝固将呈搭接状态的两者焊接为一体。采用熔钎焊方法时，采用电弧或者激光、电子束等热源将低熔点材料加热熔化，并包覆不熔化的高熔点材料部分，将两者焊接为一体。

目前采用的炉中钎焊方法和熔钎焊方法焊接熔点较低材料与熔点较高材料的异材焊接接头普遍存在接头性能低，这是由于焊接接头的内部异材连接界面产生了大量脆性金属间化合物相，降低了界面连接强度。因此，无法在工程上应用于承力结构制造。

发明内容

本发明主要针对以上问题，提出了一种异材金属接头界面焊接方法及异材焊接接头，其目的是获得高强度的异材焊接接头，应用于承力结构制造。

为实现上述目的，本发明提供了一种异材金属接头界面焊接方法，包括以下步骤：

步骤1：在熔点较高的第一异材结构件的搭接区域加工至少一个装配孔；

步骤2：将熔点低于所述第一异材结构件的第二异材结构件的搭接区域加工承力凸台，其中，所述承力凸台的形状、尺寸和分布均与所述装配孔一一对应；

步骤3：将步骤1中所述第一异材结构件的装配孔与步骤2中所述第二异材结构件的承力凸台相互搭接装配；

步骤4：使用焊接热源装置加热步骤3中完成相互搭接装配的搭接区域，熔化所述搭接区域的第二异材结构件和承力凸台，使得熔化的材料包覆所述第一异材结构件和所述装配孔，以在搭接区域形成具有界面连接的异材金属接头。

进一步地，所述承力凸台的数量为若干，若干所述承力凸台之间等间距或非等间距排布。

进一步地，所述承力凸台的形状包括：圆形、方形、长条形、棱形及梅花形中的一种或多种。

进一步地，所述承力凸台的总面积为所述搭接区域总面积的10％-80％。

进一步地，在使用焊接热源装置加热已相互搭接装配的搭接区域之前，还包括：

将所述第一异材结构件、第二异材结构件的装配体装配到焊接工装上，压紧固定；

在所述焊接工装与所述第一异材结构件和所述第二异材结构件的接触面之间安装冷却装置。

进一步地，所述焊接热源装置为激光热源装置、电弧焊热源装置、等离子焊热源装置、感应加热热源装置中的一种热源装置或几种复合热源装置。

进一步地，还包括由放置在临近搭接区域的热电偶来测量该区域的热量值；将所述热量值实时反馈给温度控制装置；所述温度控制装置根据反馈的所述热量值，调整所述焊接热源装置的焊接参数，使得所述焊接区域的温度控制在所述第一异材结构件与所述第二异材结构件的熔点之间。