[发明专利]一种金属管材与板材间的塑性连接方法及装置

摘要

本发明公开了一种金属管材与板材间的塑性连接方法及装置，属于材料连接技术领域。装置包括凸模、压边圈和凹模，将需要连接的管材和板材预制后，将管材放入凹模，板材用凹模和压边圈夹紧，凸模高速自转和沿管材轴线慢速旋转，借助摩擦效应提升管材塑性，通过凸模的辊压促进板材塑性变形的部分流入管材环形凹槽，实现管材与板材间的快速、高效、绿色的塑性连接。该装置生产效率高，成本低，对环境友好，适合大批量生产。采用该装置进行连接的方法采用塑性成形的方式，环形凹槽内部由板材的材料填充，接头质量好，可承受较大的拉应力，解决了难焊接异质管材与板材金属间的连接难题。

主权项

1.一种金属管材与板材间的塑性连接的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)在待连接的壁厚为t₂的管材(4)内壁加工若干圈深度为H、宽度为L的环形凹槽，环形凹槽内圆角的半径为R₁，外圆角的半径为R₂；在待连接的厚度为t₁的板材(3)上加工圆孔；/n2)将开有孔(6)的凹模(5)固定，将管材(4)固定放置于孔(6)中，将板材(3)固定放置于凹模(5)的上平面和压边圈(2)的下平面之间，并使板材(3)上的圆孔和孔(6)的轴线重合；施加力F₁，将板材(3)压紧；/n3)使凸模(1)以速率V向孔(6)做直线运动，对板材(3)进行翻边，继续控制凸模(1)运动，直到板材(3)的翻边与管材(4)内壁紧密接触；凸模(1)为圆柱体，能够与外部动力源连接；/n4)使凸模(1)以角速度ω₁自转，同时以孔(6)的轴线为中心线、以ΔL为半径、角速度ω₂做圆周运动，板材(3)的翻边在凸模(1)的作用力下挤压入管材(4)的环形凹槽中；/n5)重复步骤4)的操作，直到板材(3)和管材(4)完全结合；操作凸模(1)远离凹模(5)，移开压边圈(2)，取出板材(3)和管材(4)的连接件，完成金属管材与板材间的塑性连接。/n