用于通过磁脉冲将环状件组装在管状部件中的方法技术

本发明专利技术涉及用于通过磁脉冲焊接将环状件(3)组装在管状部件(2)内的方法。该方法包括以下步骤：‑减小管状部件(2)的壁(20)的厚度，以在管状部件(2)的纵向部分(23)的周缘形成梯形凹部；‑将环状件(3)面向凹部定位成围绕管状部件(2)，环状件(3)具有与凹部的形状互补的形状；‑将由管状部件(2)和环状件(3)制成的组件定位在线圈(10)的开口中，以使环状件(3)定位成面向所述线圈(10)；‑使用由线圈(10)产生的磁脉冲焊接组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过磁脉冲将环状件组装在管状部件中的方法
本专利技术涉及焊接领域、更具体地涉及磁脉冲焊接领域。本专利技术涉及用于将环状件组装在管状部件中的方法。
技术介绍
在某些工业领域，例如机动车辆构造中，制造某些特定部件需要将由特定材料、例如铜制成的环状件组装在由不同材料、例如不锈钢制成的管状部件中。因此，如此获得的组件在环状件处具有双重功能。一方面，该环状件可以具有机械保险丝的功能，因为由铜制成的环状件代表组件的结构上的弱点。因此，在受到冲击的情况下，组件将趋于在环状件处断裂。另一方面，由铜制成的环状件可以具有电接触的功能，例如用以控制或调节经过管状部件的流体的流量，该流体根据该流量承载或多或少的有效电流。铜的导电性确实比不锈钢更好。已知通过钎焊来产生这种组件。图1示意性地示出了通过钎焊将环状件5组装在管状部件4中的方式。图1根据管状部件4的纵向轴线XX′的截面而示出。环状件5的内径d51大于管状部件4的内径d41并小于管状部件4的外径d42。关于环状件5的外径d52，其大于管状部件4的外径d42。为了能够将环状件5组装在管状部件4中，应依次进行以下步骤：-通过加工在管状部件4的壁40的纵向部分43的周缘上形成凹部，该凹部起始于所述壁40的外表面42，因此在凹部处，管状部件4的壁40的外表面42的直径基本上等于环状件5的内径d51(环状件将被容置在该凹部中)，-在凹部中施加一薄层的焊料6、例如一层银，-根据正交于轴线XX′并穿过凹部的中间的截面平面S将管状部件4分截成两部分，-将管状部件4的两个分截开的端部中的每个端部插入到环状件5中，-通过钎焊将环状件5焊接至管状部件4。然后对通过这种组装获得的部件进行加工是必要的，以消除焊料中的凸起并获得组件的壁的内表面和外表面的光滑外观。通过钎焊进行的焊接包括使所获得的组件达到高温以在铜/不锈钢接合处熔化焊料6的层，然后进行快速冷却以使两种材料彼此结合。然而，通过钎焊进行焊接具有许多缺点。实际上，钎焊是一种实施起来特别复杂的方法。为了在良好的条件下实施钎焊，在由铜制成的环状件与由不锈钢制成的管状部件之间应该存在一个特别洁净的接合。这种洁净的接合是通过复杂的清洁方法获得的，该清洁方法可能导致在钎焊表面处由铜制成的环状件出现气孔。因此控制以环状件表示的机械保险丝的断裂情况将变得困难。此外，使用第三种材料、即焊料可能会阻碍环状件处的电接触。而且，两件式的管状部件的对准是特别困难的。此外，钎焊的加热和冷却步骤所代表的热影响也加重了这种对准问题，并且可能引起组件的变形。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷中的全部或部分缺陷，特别是以上所公开的那些缺陷。为此目的，并且根据第一方面，本专利技术提出了用于将环状件组装到管状部件中的方法。所述管状部件包括具有内表面和外表面的筒形壁。环状件和管状部件由金属材料制成。该方法包括以下步骤：-在管状部件的纵向部分上减小管状部件的壁的厚度，以便在所述纵向部分的周缘上形成梯形的凹部，通过从壁的外表面去除一层材料而使管状部件的壁的厚度减小，-将环状件定位成围绕纵向部分，该环状件具有面向凹部的内表面，该内表面的形状与管状部件的凹部的形状互补，-将管状部件/环状件组件定位在线圈的开口中，使得纵向部分布置成面向所述线圈，-通过由线圈产生的磁脉冲将环状件焊接至管状部件。环状件例如由铜制成，而管状部件由不锈钢制成(但是其他的材料选择也是可能的)。“管状部件”是指该部件在其全部或部分长度上、至少在环状件与凹部之间的重叠区域具有管形的形状。磁脉冲焊接(MPW)、通常也被称为“磁焊接”使用电磁力在环境温度下产生“冷焊”。这允许将两种不同的金属材料焊接至彼此，而无需像在焊料的情况下那样使用热或第三结合材料。因此获得了原子上和化学上纯净的组件，也就是说，该组件在环状件与管状部件之间具有完美的接合，而不存在由第三种污染材料形成的障碍物。在磁脉冲焊接的步骤期间，使环状件以一定的力突出抵靠在管状部件上，从而使两种金属的原子共享其电子，由此通过混合两种基础材料而形成金属组件。在沿着管状部件的轴线的纵向截面图中，凹部具有梯形的形状。该梯形的长基部位于管状部件的壁的外表面。由所述长基部和梯形的非基部的侧部所形成的角度在磁焊接方法中是特别重要的。实际上，可以通过这种被称为“碰撞角”或“冲击角”的角度来进行磁脉冲焊接。实际上，环状件至管状部件的结合主要在梯形的两个不平行的侧部处进行。在磁焊接步骤期间，空气沿着凹部的这些倾斜的侧部高速排出，并且在环状件与管状部件之间的接合处将杂质从材料的第一层剥除，从而实现在原子水平上的结合。“互补的形状”意指环状件的定位成面向凹部的内表面相对于凹部的形状具有相似但反向的形状，从而在磁焊接步骤期间将环状件容置在凹部中。在特定的实施方式中，本专利技术可以进一步包括下述的特征中的单独的一个特征或根据所有技术上的可能的组合的更多个特征。在特定实施方式中，组装方法包括在磁脉冲焊接的步骤之后，对环状件进行加工的步骤，该步骤涉及从所述环状件的外表面去除材料层，使得环状件的外表面与管状部件的外表面齐平。“齐平”是指环状件的外表面与管状部件的外表面相平。因此，在磁焊接步骤之后进行的这种加工允许获得这种通过将环状件组装在管状部件中而获得的产品的完美光滑的外表面。除了在美学上令人愉悦的外观，这还提供了安全性方面的优势，因为在组件的外表面上消除了任何突出物的和可能锋利的部分。在特定实施方式中，组装方法包括在磁脉冲焊接的步骤之后，对管状部件的壁进行加工的步骤，该步骤涉及从管状部件的壁的内表面去除材料层，使得壁的内表面与环状件的内表面齐平。在磁焊接步骤之后进行这种加工可以确保在管中流通的流体与环状件之间的导电性。实际上，通过这种加工消除了残留在环状件的内壁下方的不锈钢薄层。因此，所获得的组件等效于通过环状件连接的两件式管，并且在该环状件处，管的内部直接与由铜制成的环状件的内表面接触。这种加工还可以使机械保险丝的功能得以优化。在特定的实施方式中，加工环状件的外表面和管状部件的内表面的步骤是同时进行的。在特定实施方式中，根据沿管状部件的轴线的纵向截面图而与凹部的形状相对应的梯形在管状部件的壁的外表面处具有长基部、以及与所述长基部相对的短基部，并且由所述长基部和梯形的侧部限定的每个角度在8°至20°之间。这种碰撞角的值实际上允许获得用于磁脉冲焊接的最佳条件。在特定的实施方式中，环状件由铜制成并且管状部件由不锈钢制成。附图说明通过阅读以下作为非限制性示例并且参照图1至图5而给出的描述将更好地理解本专利技术，在附图中：-图1：通过钎焊将环状件组装在管状部件中的组件的图示(已在现有技术中描述过的附图)，-图2：根据用于通过磁焊接进行组装的装置的立体图的图示，-图3：根据沿纵向截面视图的将管状部件和环状件定位在用于通过磁焊接进行组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将环状件组装在管状部件(2)中的方法，所述管状部件(2)包括筒形的壁(20)，所述筒形的壁具有内表面(21)和外表面(22)，所述环状件(3)和所述管状部件(2)由金属材料制成，/n所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：/n-在所述管状部件(2)的纵向部分(23)上减小所述管状部件(2)的所述壁(20)的厚度，以便在所述纵向部分(23)的周缘上形成梯形的凹部，通过从所述壁(20)的所述外表面(22)去除一层材料，使所述管状部件(2)的所述壁(20)的厚度减小，/n-将所述环状件(3)定位成围绕所述纵向部分(23)，所述环状件(3)具有面向所述凹部的、具有与所述管状部件(2)的所述凹部的形状互补的形状的内表面(31)，/n-将所述管状部件(2)/所述环状件(3)组件定位在线圈(10)的开口中，使得所述环状件(3)布置成面向所述线圈(10)，/n-通过由所述线圈(10)产生的磁脉冲将所述环状件(3)焊接至所述管状部件(2)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171226 FR 17632071.一种用于将环状件组装在管状部件(2)中的方法，所述管状部件(2)包括筒形的壁(20)，所述筒形的壁具有内表面(21)和外表面(22)，所述环状件(3)和所述管状部件(2)由金属材料制成，
所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：
-在所述管状部件(2)的纵向部分(23)上减小所述管状部件(2)的所述壁(20)的厚度，以便在所述纵向部分(23)的周缘上形成梯形的凹部，通过从所述壁(20)的所述外表面(22)去除一层材料，使所述管状部件(2)的所述壁(20)的厚度减小，
-将所述环状件(3)定位成围绕所述纵向部分(23)，所述环状件(3)具有面向所述凹部的、具有与所述管状部件(2)的所述凹部的形状互补的形状的内表面(31)，
-将所述管状部件(2)/所述环状件(3)组件定位在线圈(10)的开口中，使得所述环状件(3)布置成面向所述线圈(10)，
-通过由所述线圈(10)产生的磁脉冲将所述环状件(3)焊接至所述管状部件(2)。


2.根据权利要求1所述的组装方法，包括在磁脉冲焊接的步骤之后，对所述环状件(3)进行加工的步骤，所述对所述环状件(3)进行加工的步骤包括从所述环状件(3)的外表面(32)去除材料层(35)，使得所述环状件(3)的所述外表面(32)与所述管状部件(2)的所述壁(20)的外表面(22)齐平。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·芒代尔，
申请(专利权)人：ADM二八责任有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU