一种异种金属焊接的方法和装置，包括以下步骤：（1）将两种被焊接金属清洗去油并烘干；（2）将烘干后的被焊接金属装夹焊接室内；（3）焊接室抽低真空，气氛达到1～9×10-2Pa后，充入惰性气体；（4）对被焊接金属施加超声场和磁场，并开启加热至100℃～3000℃；（5）温度达到预定温度，保温5min～60min；（6）开启加压装置，对被焊接金属加压焊接；（7）温度下降至20～500℃，排除气氛后，开启焊接室，取出焊件。本发明专利技术主要优点是：能够进行异种金属焊接；结合界面反应可控；残余热应力较小；结合强度较高；接点平滑。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种异种金属焊接的方法和装置，属于异种金属加工制造领域。具有耐刮伤、耐撞击、耐腐蚀、接点平滑、强度高等特点。可广泛用于教学用具、教学模型、教学实验和实训装置等教学仪器设备领域，以及建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域的施工机械等多领域。
技术介绍
异种金属焊接是利用焊接技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固的冶金结合而形成可靠连接。尽管各金属仍然保持各自原有特性，但其性能比单一金属优越，因此，异种金属连接结合一直受到普遍重视。可在教学仪器设备、工程机械等多领域中推广应用。异种金属常规的焊接与连接方法，主要包括钎焊、熔化焊和固相焊等。钎焊的基本工艺是:按照要求准备母材和钎料，然后使用外加热源，将钎料熔化，钎料凝固后实现界面结合。该方法需要使用钎剂或气氛，破除母板表面的氧化膜。熔化焊的基本工艺是:按照要求准备母材和钎料，然后使用外加热源，将母材或母材和填充材料熔化，焊缝凝固后实现界面结合。压力焊的基本工艺是:按照要求准备母材和钎料，然后使用外加热源，母材不熔化，通过施加压力促使界面实现结合。上述工艺中存在的主要问题是:焊接过程中，异种金属反应迅速、剧烈、难以避免，生成的脆性金属间化合物难以承受应力作用，容易造成开裂，降低了焊接接头的力学性能。目前减少异种材料金属间化合物影响的思路普遍是调整焊接参数、优化工艺、降低热输入，进而减少金属间化合物的生成。但是异种金属反应迅速，彻底避免较为困难。异种材料互溶性差，在熔化焊时，液相分离，冷却结晶时造成焊缝成份不均，容易发生开裂；热膨胀系数不同，焊缝易产生应力，造成焊接变形，导致裂纹萌生；热导率不同，结晶条件恶化，易造成晶粒粗化；金属材料表面二次氧化膜生长迅速，可产生夹杂、裂纹，影响界面结合；焊前金属表面清理工艺繁琐，焊接过程中使用钎剂会对人员造成毒副作用，焊后钎剂清理困难，易对对结合界面的产生不良影响。
技术实现思路
本专利技术目的主要是针对异种金属焊接时，界面结合强度较低、接头残余热应力大、界面反应难以控制等问题，提出了一种气氛、超声场和磁场条件下，加压、加热焊接异种金属的方法。本专利技术的技术方案是:一种异种金属焊接方法，按以下步骤进行:一、首先将异种金属表面进行清洗，去除油脂、污渍和氧化膜，并烘干；二、将表面清理干净后的金属材料装夹，放入气氛、超声场和磁场辅助焊接设备；三、设备抽低真空，气氛达到I?9X 10 2Pa后，充入惰性气体；四、施加超声场和磁场，并开启加热至100°C?3000°C ;五、温度达到预定温度，保温5min?60min ;六、在气氛、超声场和磁场条件下，开启加压装置，进行焊接；七、温度下降至20?500°C，排除气氛后，开启设备，取出焊件。本专利技术中对密封的焊接设备先抽取低真空，真空度达到I?9X 10 2Pa后，再充入惰性气体，形成气氛环境； 本专利技术中磁场为稳恒磁场或交变磁场，磁场强度为0.001-15T，交变磁场频率为0.01-1OOOHz ； 本专利技术中超声波的振动频率为I X 14?I X 10 9Hz,工具头输出振幅为0.01-20Mm，超声波电源的输出功率为0.01-5kW，工作压力0.01?5.0MPa ； 本专利技术中对金属板加热至100°C?700°C，温度达到预定温度，保温5min?60min ； 本专利技术中焊接时，异种金属板进行清洗、烘干后，再放入加载室； 本专利技术中金属材料厚度为0.5?100mm中的一种。本专利技术中薄膜铝合金和钢板板的铝膜进行乳制，制备出薄膜异种金属焊接。本专利技术还提供一种实施所述的异种金属焊接方法的装置，其特征在于，包括焊接室、超声波施加装置、加压装置、加热装置和外加磁场，密闭的焊接室能够升降地设在工作台上，在工作台的下面设有可以向上施加压力的加压装置，在焊接室的顶部设有超声波施加装置，还配备有抽真空装置用于对焊接室抽真空，焊接室还与惰性气体源连接；在焊接室内施加有上下方向的外加磁场；在工作台上设有加热装置。所述的外加磁场为稳恒磁场或交变磁场，磁场强度为0.001-15T，交变磁场频率为0.01-1OOOHz，采用永磁体或电磁装置产生。所述的加热装置的加热方法包括电磁感应加热、电阻加热、电弧加热或激光加热。本专利技术主要优点是:能够进行异种金属焊接；结合界面反应可控；残余热应力较小；结合强度较高；接点平滑。【附图说明】图1是本专利技术气氛、超声场和磁场辅助焊接设备示意图； 图2是使用本方法焊接不发生化学反应的结合界面的微观组织结构； 图3是使用本方法焊接发生化学反应的结合界面的微观组织结构。图中:1.焊接室；2.超声波施加装置；3.加压装置；4.加热装置；5.外加磁场；6.被焊接金属；7.异种被焊接金属；8.惰性气体；9.不发生化学反应的结合界面；10.发生化学反应的结合界面。【具体实施方式】参见图1，本专利技术的焊接装置包括焊接室1、超声波施加装置2、加压装置3、加热装置4和外加磁场5，密闭的焊接室I能够升降地设在工作台上，在工作台的下面设有可以向上施加压力的加压装置3，在焊接室I的顶部设有超声波施加装置2 (超声波换能器)，还配备有抽真空装置用于对焊接室I抽真空(未图示)，焊接室I还与惰性气体源连接。在焊接室I内施加有上下方向的外加磁场5 (采用永磁体或电磁铁产生磁场)。在工作台上设有加热装置4。所述的焊接室1、超声波施加装置2和加压装置3均为常规技术。本专利技术异种金属焊接的方法的具体实施例如下: 一、实施例1:Q235钢板与纯铝板的焊接: 步骤一:首先将1.5mmQ235钢板、0.25mm纯铝板表面进行碱洗和酸洗，去除油脂、污渍和氧化膜，并烘干。步骤二:将表面清理干净后的两种被焊接金属6和7装夹在工作台上，降下焊接室I密封，抽真空10-10 2Pa ； 步骤三:设备充入氮气。步骤四:施加超声场，超声场的振动频率为1X104?I X 109Hz，由超声换能器输出的超声波的振幅为0.01-20Mm，输出功率为0.01_5kW。步骤五:施加磁场，磁场为稳恒磁场或交变磁场，磁场强度为0.001-15T，交变磁场频率为0.01-1OOOHz。步骤当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种异种金属焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将两种被焊接金属清洗去油并烘干；（2）将烘干后的被焊接金属装夹焊接室内；（3）焊接室抽低真空，气氛达到1～9×10‑2Pa后，充入惰性气体；（4）对被焊接金属施加超声场和磁场，并开启加热至100℃～3000℃；（5）温度达到预定温度，保温5min～60min；（6）开启加压装置，对被焊接金属加压焊接；（7）温度下降至20～500℃，排除气氛后，开启焊接室，取出焊件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙艺铭，王谦，
申请(专利权)人：邢台职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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