本實(shí)用新型涉及銅鋁連接技術(shù)，尤其是一種銅鋁面-面滲溶式連接管。

背景技術(shù)：

銅鋁焊接即是把銅質(zhì)材料和鋁質(zhì)材料通過焊接工藝接成一體。因?yàn)殂~和鋁都屬易氧化金屬，所以銅與鋁的焊接一直是一個(gè)國際性的焊接難題?，F(xiàn)有的焊接方法有傳統(tǒng)上常用掛錫和熔錫的方法焊接銅鋁，這種方法成型并不理想，沒有較高的強(qiáng)度，由于錫的熔點(diǎn)低又不能焊接在高溫工作下的工件，所以此種工藝只適合低溫條件下的小工件上使用。有采用熔化焊、摩擦焊、冷壓焊、爆炸焊、電子束焊、超聲波焊等焊接方法焊接銅鋁，這些焊接出來的接頭脆性大,易產(chǎn)生裂紋且焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接起來的工件難免出現(xiàn)斷裂，出現(xiàn)斷裂后就可能使導(dǎo)電體斷路、使管道泄露，也達(dá)不到實(shí)際生產(chǎn)中要求的效果。也有采用較好的釬焊，通常用火焰釬焊、爐中釬焊和高頻釬焊等，把銅和鋁焊接在一起，通過釬焊工藝把釬料作為中間介質(zhì)把銅和鋁焊接在一起，這些焊接由于三種以上金屬融接，產(chǎn)生的化合物脆性大，熱膨脹系數(shù)不一致導(dǎo)致容易使接合面開裂，金屬電化學(xué)反應(yīng)在管路使用過程中增速，降低了管路的使用壽命。

也有如專利公告號為CN100445625C公開的方案來制作薄壁銅鋁管焊接接頭的，即一種無共晶組織的薄壁銅鋁管焊接接頭的制備方法及用該方法生產(chǎn)的焊接接頭，該接頭的特征是鋁管刻有凸形字，該接頭的焊接方法特征是在銅管焊接部位的收口端內(nèi)部預(yù)設(shè)一個(gè)金屬芯棒，在固定電極組的相應(yīng)位置上安裝有鑲嵌塊，焊接時(shí)頂推氣缸將帶有銅管的移動(dòng)電極組推向鋁管，同時(shí)通電對銅鋁結(jié)合區(qū)進(jìn)行電阻加熱，銅管在頂推氣缸的作用下不斷向鋁管內(nèi)部移動(dòng)，移動(dòng)過程中，銅管的焊接壓力和焊接電流每隔1-2mm調(diào)整一次參數(shù)，以控制銅鋁焊接的溫度，斷電冷卻后，將金屬芯棒抽出。這種產(chǎn)品的結(jié)果是在銅材與鋁材結(jié)合面的微觀組織結(jié)構(gòu)，以化學(xué)鍵為主要結(jié)合結(jié)構(gòu)組成部分，實(shí)際使用時(shí)，化合物為主體的結(jié)合面在機(jī)械性能指標(biāo)上并達(dá)不到理想狀態(tài)，在連接面會(huì)發(fā)生脆化和分層，焊接連接件在使用過程中容易受外力影響而剝落。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的以下問題：對銅鋁管路銅鋁結(jié)合面無法生成連續(xù)的牢固結(jié)合面，或因加工原理局限，為形成液相態(tài)熔融非晶態(tài)組織，對基材進(jìn)行高溫處理，導(dǎo)致基材晶粒變得粗大，嚴(yán)重影響基材及結(jié)合面的物理特性、機(jī)械性能以及電學(xué)化學(xué)指標(biāo)等，從而提供一種銅鋁面-面滲溶式連接管。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種銅鋁面-面滲溶式連接管，包括鋁管、銅管，其特征是所述的銅管、鋁管連接表面中牢固焊接面的主體連接成分為固相態(tài)焊接形成的銅鋁固溶物；在銅管、鋁管連接表面中牢固焊接面的銅鋁固溶物中，鋁側(cè)含銅原子數(shù)小于13%；在銅管、鋁管連接表面中牢固焊接面的鋁管部分的原子致密度高于原鋁基材。本技術(shù)方案是銅鋁連接件結(jié)合面以微觀組織結(jié)構(gòu)為物理制備過程連接生成的固溶物組織為面-面滲溶層，通過固相態(tài)鋁材與固相態(tài)銅材原子或分子偏離平衡位置作長距離遷移，從而形成物理聯(lián)接性質(zhì)的固相態(tài)連接面；對銅鋁基材的原物理形態(tài)除了因高壓導(dǎo)致更加致密之外，不形成粗大的晶體組織及共晶體或化合物。在銅鋁連接表面中的牢固焊接面無融化焊接形態(tài)，也無融溶態(tài)銅鋁化合物存在，且在牢固焊接面的銅管非焊接面無氧化物存在。本產(chǎn)品可通過磨擦和高壓提供動(dòng)能，從而完成兩管連接，其過程為物理變化，而固溶物形成和穩(wěn)定的溫度是由躍遷溫度經(jīng)空氣常溫冷卻到室溫即可。

作為優(yōu)選，所述的在鋁管、銅管連接表面中，其牢固焊接面的鋁管部分的晶體優(yōu)于原鋁基材。

作為優(yōu)選，所述的鋁管和銅管中，其中一種管子連接端具有錐形內(nèi)孔，另一管子連接端設(shè)有與錐形內(nèi)孔配合的外表錐形體。有利于兩管之間在高壓溶接狀態(tài)下的導(dǎo)向配合連接，保證同軸度。

作為優(yōu)選，所述的在鋁管、銅管連接表面中，牢固焊接面沿管路方向的焊接長度≥3mm，是采用沖針沿管子軸向定位擠壓獲得的連接體，所述的沖針具有與鋁管或銅管內(nèi)徑配合的工作沖頭。

作為優(yōu)選，所述的鋁管、銅管連接表面的牢固焊接面是指經(jīng)機(jī)械性破壞手段進(jìn)行撕裂破壞后，鋁材固溶物仍完整保留在銅管連接部位的面積部分。

作為優(yōu)選，所述的經(jīng)機(jī)械式手段進(jìn)行撕裂破壞后，鋁材固溶物仍完整保留在銅管連接部位的面積部分≥整個(gè)連接錐面的60%。

本實(shí)用新型的有益效果是：本產(chǎn)品由于不會(huì)改變基材的物理性質(zhì)，無過多的晶粒粗大現(xiàn)象產(chǎn)生，在結(jié)合面中避免了晶態(tài)化合物、銅鋁混和物以及氧化物的存在，使原基材的機(jī)械特性基本保留且高于自身母材材質(zhì)物理性能的特點(diǎn)，其致密度高于母材，機(jī)械強(qiáng)度也比母材更高，長期泄漏率穩(wěn)定且趨近于零，耐電化學(xué)反應(yīng)能力強(qiáng)于現(xiàn)有銅鋁連接管路，管內(nèi)通過流量及焊接面管阻、噪音基本與母材銅管相當(dāng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的一種管-管連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的一種溶接過程結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型圖1的M局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的一種微觀牢固結(jié)合面金相分析圖。

圖5是本實(shí)用新型的一種非牢固結(jié)合面金相分析圖。

圖中：1. 鋁管，2. 銅管，3. 溢出質(zhì)，4. 面-面滲溶層。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

參見圖1、圖3，一種銅鋁面-面滲溶式連接管，由鋁管1和銅管2組成，鋁管1與銅管2連接的一端具有錐形內(nèi)孔，銅管2連接的一端設(shè)有與錐形內(nèi)孔過盈配合的外表錐形體。在軸向高壓P、徑向高壓Q的共同作用下，如圖2所示，銅管2、鋁管1連接表面中形成一個(gè)牢固焊接面，即面-面滲溶層4，該牢固焊接面在試驗(yàn)指標(biāo)上要求是經(jīng)機(jī)械性破壞手段進(jìn)行撕裂破壞后，鋁材固溶物仍完整保留在銅管連接部位的面積部分≥整個(gè)連接錐面的60%。

牢固焊接面的主體連接成分是固相態(tài)焊接形成的銅鋁固溶物，在銅管2、鋁管1連接表面的銅鋁固溶物中，鋁側(cè)含銅原子數(shù)為12%，在銅管2、鋁管1連接表面中牢固焊接面的鋁管部分的原子致密度優(yōu)于原鋁基材，且其牢固焊接面的鋁管部分的晶體也優(yōu)于原鋁基材。在銅管2、鋁管1連接制備過程中，根據(jù)材質(zhì)和焊接長度可選擇多種高壓、定位方式。

實(shí)施例一：采用1060號鋁材，紫銅，在鋁管1、銅管2連接表面中，其牢固焊接面沿管路方向的焊接長度≥5mm時(shí)，以采用沖針沿管子軸向定位擠壓獲得連接體，其沖針具有與鋁管或銅管內(nèi)徑配合的工作沖頭（下同）。

實(shí)施例二：采用1060號鋁材，紫銅，在鋁管1、銅管2連接表面中，牢固焊接面沿管路方向的焊接長度≤2mm，不使用沖針直接高壓對接。

實(shí)施例三：采用3003號鋁材，紫銅，在鋁管1、銅管2連接表面中，牢固焊接面沿管路方向的焊接長度≥3mm時(shí)，使用沖針定徑。

本實(shí)施例所獲得的產(chǎn)品，銅鋁結(jié)合面基本無共晶組織存在，也無銅鋁混和物存在，且基本無銅鋁化合物存在，銅鋁結(jié)合面的抗拉、抗撕裂強(qiáng)度均高于基材中的鋁材，滲溶接合面周圍可分離結(jié)合面部分相交位置無片層狀的溢出質(zhì)存在。參見圖4、圖5，經(jīng)實(shí)驗(yàn)和檢測，銅鋁牢固結(jié)合面部位掃描電鏡圖：中間形成固相態(tài)連接面。

上述實(shí)施例是對本實(shí)用新型的說明，不是對本實(shí)用新型的限定，任何對本實(shí)用新型的簡單變換后的結(jié)構(gòu)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。