一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合焊接方法技术

本发明专利技术公开一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合焊接方法。电磁脉冲电源提供脉冲电流，被焊外管表面产生感应电流在脉冲磁场作用下高速撞击被焊内管；在被焊外管与内管接触的同时，脉冲电流电源提供一个可控脉冲电流，管件间的电阻产生热量使管件达到冶金结合的目的；计算机控制系统根据经验公式调整电磁脉冲电源及脉冲电流电源的电流大小及工作时间。本发明专利技术通过电磁脉冲电源与脉冲电流电源的控制，实现焊缝能量输入的控制，从而实现对焊缝成分、性能的控制，可实现电磁脉冲焊接与电阻焊接难以实现的管件的高效焊接。与已有的管件焊接方法相比，本发明专利技术具有生产效率高和稳定性、重复性好的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于特种焊接
，尤其涉及一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合管件焊接方法。
技术介绍
航空航天、汽车领域存在着大量的管件焊接接头，但是该类管件的焊接是生产过程中的难题。目前，众多学者对于金属材料管件电磁脉冲焊接技术展开研究，在给定的焊接工艺条件下，能否形成优质焊接接头主要取决于被焊金属的物理性能、化学性能、化学成分和工艺措施。同种金属的焊接主要取决于工艺条件，异种金属的焊接性与它们在液态和固态时的互溶性(溶解度)及形成脆性化合物的性能也有密切关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对电磁脉冲焊接、电阻焊方法生产管件接头中存在的不足，提出采用脉冲电流电阻加热与电磁脉冲焊接复合生产管件的一种工艺方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲焊接复合工艺方法，包括下述步骤：步骤一、调节外管与内管在集磁器中的位置，使焊接区域位于集磁器中间区域，利用控制系统分别控制两组电源脉冲电流的大小及作用时间，即调整好脉冲电流电阻加热电源与电磁脉冲电源的参数；步骤二、控制系统控制电磁脉冲电源充电到预设参数后放电，电磁脉冲电源为集磁器提供一个脉冲电流，工件外管在集磁器的磁场作用下产生感应涡流；同时，感应涡流在集磁器磁场的作用下形成洛伦兹力高速撞向内部工件；步骤三、外管和内管接触的瞬间，脉冲电流电阻加热电源导通，依据前期设置好的电流及脉冲时长控制电阻加热能量，内外管形成导通作用，脉冲电流电源提供一个脉冲电流，内外管间在脉冲电流下产生电阻热，在电阻热及洛伦兹力的作用下内外管达到冶金结合。作为优选，所述管件外管可为通孔或盲孔、管件内管可为棒、管。作为优选，所述脉冲电流电阻加热电源可为直流或交流。作为优选，所述脉冲电阻加热电流10A-20000A，时长1us-100ms。本专利技术的管件脉冲电流电阻热与电磁脉冲复合焊接方法，电磁脉冲电源提供脉冲电流，被焊外管表面产生感应电流在脉冲磁场作用下高速撞击被焊内管；在被焊外管与内管接触的同时，脉冲电流电源提供一个可控脉冲电流，管件间的电阻产生热量使管件达到冶金结合的目的；计算机控制系统根据经验公式调整电磁脉冲电源及脉冲电流电源的电流大小及工作时间。本专利技术通过电磁脉冲电源与脉冲电流电源的控制，实现焊缝能量输入的控制，从而实现对焊缝成分、性能的控制，可实现电磁脉冲焊接与电阻焊接难以实现的管件的高效焊接。本专利技术具有生产效率高和稳定性、重复性好的有益效果。与现有采用电阻焊与电磁脉冲焊接的方法相比，本专利技术采用脉冲电流电阻加热与电磁脉冲焊接复合的工艺方法具有以下特点：1)可实现同种金属及异种金属材料管件的焊接。2)脉冲电流电阻加热与电磁场作用力互不干扰，设备操作简单、并且重复性好，易于实现批量自动化生产。附图说明图1是管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合焊接方法的示意图。图中：1-电磁脉冲电源、2-脉冲电流电阻加热电源、3-控制系统、4-线圈、5-集磁器、6-被焊外管、7-被焊内工件。具体实施方式本实施例采用的设备包括：计算机控制系统3可根据工艺规范制定电磁脉冲电源1的充电电压和脉冲电流电阻加热电源的电流大小和脉冲时长。以外管6为1mm厚5A06铝合金、内管为AZ31B镁合金为例，电磁脉冲电源充电电压3.5KV，脉冲电流电阻加热电源10000A，时长20us。具体包括以下步骤：一、调节工件6和7的空间位置，使工件作用于集磁器5的工作区域内；二、电磁脉冲电源1放电，在集磁器5工作区域内形成磁场，工件6受洛伦兹力作用高速撞向工件7；在工件6和工件7接触的瞬间，脉冲电流电阻加热电源提供10000A，时长为20us的脉冲电流使工件6和工件7接触面产生电阻热；三、在冲击力的惯性和电阻热的作用下，工件6和工件7的接触面在压力和电阻热的加热作用下达到冶金结合；以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应视为属于本专利技术由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合焊接方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一、调节外管与内管在集磁器中的位置，使焊接区域位于集磁器中间区域，利用控制系统分别控制两组电源脉冲电流的大小及作用时间；步骤二、控制系统控制电磁脉冲电源充电到预设参数后放电，电磁脉冲电源为集磁器提供一个脉冲电流，工件外管在集磁器的磁场作用下产生感应涡流；同时，感应涡流在集磁器磁场的作用下形成洛伦兹力高速撞向内部工件；步骤三、外管和内管接触的瞬间，内外管形成导通作用，脉冲电流电源提供一个脉冲电流，内外管间在脉冲电流下产生电阻热，在电阻热及洛伦兹力的作用下内外管达到冶金结合。

【技术特征摘要】
1.一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合焊接方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一、调节外管与内管在集磁器中的位置，使焊接区域位于集磁器中间区域，利用控制系统分别控制两组电源脉冲电流的大小及作用时间；步骤二、控制系统控制电磁脉冲电源充电到预设参数后放电，电磁脉冲电源为集磁器提供一个脉冲电流，工件外管在集磁器的磁场作用下产生感应涡流；同时，感应涡流在集磁器磁场的作用下形成洛伦兹力高速撞向内部工件；步骤三、外管和内管接触的瞬间，内外管形成导通作用，脉冲电流电源提供一个脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树君，苏珊，蒋凡，阚纯磊，肖珺，王立伟，张亮，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11