專利名稱：一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，具體地講是公 開了一種適合薄壁銅管與薄壁鋁管或鋁合金管焊接連接的結(jié)構(gòu)形式，即將 銅管的一區(qū)段加工成圓錐過渡面，并與鋁管插接。本實(shí)用新型尤其適用于制 冷密閉管路系統(tǒng)常用的蓄能器、濾清器、過濾器、暫存罐、蓄能罐、儲(chǔ)液 器、消音器等元件的制作，它屬于有色金屬制品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有制冷管路在制造時(shí)，需將粗大的銅管按照設(shè)計(jì)的長度在兩端縮口 后焊接到制冷管路上，此時(shí)需要考慮運(yùn)行壓力、耐腐蝕等因素，因此，該 類管路的抗壓能力、管路連接處的密封性都是十分重要的。由于全球范圍 銅資源接近枯竭，而鋁礦資源相對(duì)豐富，近幾年銅價(jià)在不斷上揚(yáng)，促進(jìn)了 鋁材代替銅材的技術(shù)進(jìn)步和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。另外，銅鋁 連接管焊接技術(shù)日趨完善成熟，也為鋁材代替銅材提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持， 目前已有的專利文獻(xiàn)披露的技術(shù)是采用高頻焊接的方式將銅鋁連接管直接 對(duì)接焊接來加工銅鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，但是由于高頻加熱所形成的焊縫是由 脆性焊縫構(gòu)成，脆性大，不能抵抗高壓破壞，在壓力下結(jié)構(gòu)易被破壞，在 實(shí)踐當(dāng)中沒有獲得應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服和避免已有技術(shù)中存在的問題和缺 點(diǎn)，而提供一種全新的薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，具體地講就是用 鋁材替代大部分銅材以降低現(xiàn)有該類制品的生產(chǎn)成本，即將銅管一區(qū)段加 工成圓錐過渡面，利用外力F1將銅管插入鋁管中；為提高銅鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)的 悍縫耐壓強(qiáng)度，解決銅鋁焊縫中的脆性焊縫的脆性問題，本實(shí)用新型采用 新的管件連接結(jié)構(gòu)也為新的焊接方式提供保障。
本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)其目的的。
一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，它是由鋁管和同心異徑銅管插 接構(gòu)成，所述的銅管一區(qū)段外壁為一圓錐面，銅管的圓錐面可通過外力和 模具緊緊地插入鋁管管口內(nèi)壁，使銅鋁連接管之間形成有一圓錐面焊接接
觸區(qū)間。
所述的銅鋁連接管之間圓錐面焊接接觸區(qū)間的寬度為5-35毫米。而 所述的銅管圓錐面的粗外徑部位的直徑大于鋁管內(nèi)孔直徑。
所述的銅鋁連接管之間圓錐面接觸區(qū)間的寬度更好為5-15毫米。
所述的銅管圓錐面的粗外徑部位的圓柱面與銅管圓錐面的細(xì)外徑部 位的圓柱面同軸異徑，但銅管的內(nèi)徑一致。
另一種更為具體的方案是所述的銅管圓錐面位于銅管端口外壁，鋁管 的端口區(qū)段為一個(gè)同心異徑管，同心異徑管的變徑處為一圓錐面，銅管端 口的圓錐面緊緊地插入鋁管內(nèi)壁的圓錐面內(nèi)，形成銅鋁連接管之間有一圓 錐面焊接接觸區(qū)間，并且鋁管包住一段銅的未經(jīng)縮口的直管段。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、堅(jiān)固可靠，完全可以確保產(chǎn)品質(zhì)量， 同時(shí)本實(shí)用新型可極大地提高銅鋁連接管連接強(qiáng)度，減低連接脆性，降低制 品成本，擴(kuò)大銅鋁復(fù)合管技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖l為本實(shí)用新型的銅鋁連接管連接結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2為銅管的結(jié)構(gòu)剖視圖，其中該銅管的內(nèi)徑一致，但外徑不同； 圖3為鋁管端口結(jié)構(gòu)剖視圖4為銅鋁連接管接觸錐面邊移動(dòng)邊加熱焊接的連接示意圖5為另一種更為具體方案中銅鋁連接管連接結(jié)構(gòu)剖視圖6為另一種鋁管端口結(jié)構(gòu)剖視圖。
如圖所示，其中l(wèi)為鋁管；2為銅管細(xì)外徑部位；3為銅管圓錐面；4
為銅管；5為同心異徑銅管；6為固定電極；7為陶瓷鑲塊；8為移動(dòng)電極； 9為銅鋁連接管間的圓錐面焊接接觸區(qū)間；10為鋁管一區(qū)段變徑處內(nèi)壁的 圓錐面；ll為鋁管一區(qū)段變徑處后的粗外徑部位；01為銅管細(xì)外徑部位
外直徑；02為銅管內(nèi)孔直徑；03為銅管的粗外徑部位外直徑；04為鋁管 內(nèi)孔直徑；05為鋁管外直徑；06為鋁管變徑處后粗管段內(nèi)孔直徑；Fl為 送銅管入鋁管的推進(jìn)力；F為頂推模具氣缸的力；M為鋁管包住一段銅的未
經(jīng)縮口的直管段。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。 如圖所示， 一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，它是由鋁管l和同
心異徑銅管5插接構(gòu)成，所述的同心異徑銅管5 —區(qū)段外壁為一圓錐面3, 同心異徑銅管5的圓錐面3通過外力和模具緊緊地插入鋁管1管口內(nèi)壁， 使銅鋁連接管之間形成有一圓錐面焊接接觸區(qū)間9。
銅鋁連接管之間圓錐面接觸區(qū)間9的寬度為5-35毫米，當(dāng)然銅鋁連 接管之間圓錐面接觸區(qū)間9的寬度更好為5-15毫米，本實(shí)施例中銅鋁連 接管之間圓錐面接觸區(qū)間9的寬度選為10毫米。
同心異徑銅管5的圓錐面3的粗外徑部位4的直徑0 3大于鋁管1內(nèi) 孔直徑04。同心異徑銅管5的圓錐面3的細(xì)外徑部位2的直徑01小于鋁 管1的內(nèi)孔直徑04，同心異徑銅管5的圓錐面3緊緊地插入鋁管1的端口 內(nèi)，從而形成銅鋁連接管之間有一圓錐面焊接接觸區(qū)間9。
同心異徑銅管圓錐面3的粗外徑部位4的直徑03與銅管圓錐面3的細(xì) 外徑部位2的直徑01同軸，銅管5的內(nèi)徑02保持一致。
鋁管1 一區(qū)段變徑處的粗外徑部位11的內(nèi)孔直徑06與銅管的粗外徑 部位直徑03尺寸接近，可以是過盈配合，也可以是間隙配合，最好的結(jié) 果是鋁管粗外徑部位內(nèi)孔直徑06小于銅管的粗外徑部位外徑03，其數(shù)值 應(yīng)控制為0. 010-0. 025毫米最好。
制作上述薄壁銅管與薄壁鋁管連接結(jié)構(gòu)的裝配焊接工序方法是很重要 的，主要工序描述如下
將同心異徑銅管5插向鋁管1的內(nèi)孔中，此時(shí)銅管5的細(xì)直徑部位2 的外徑與鋁管1的內(nèi)孔為間隙配合，而銅管5的粗直徑部位4的外徑與鋁 管1的內(nèi)孔為過盈配合。
將同心異徑銅管5在頂推力Fl作用下插入鋁管1的內(nèi)孔中，同時(shí)將鋁 管1的內(nèi)孔中的雜質(zhì)及氧化物清理干凈，避免影響銅鋁之間的焊接結(jié)構(gòu)；
在銅鋁連接管之間的接觸錐面9利用銅鋁接觸電阻通電加熱，并且邊 加熱邊將銅管5在外壓力Fl的作用下不斷向鋁管1內(nèi)部移動(dòng)；
在邊加熱邊移動(dòng)的焊接過程中，銅、鋁管之間的工件存在位移，且伴 生的銅鋁共晶物邊生成邊被銅鋁連接管之間的位移擠出；
在加熱焊縫中銅鋁連接管之間形成金屬鍵連接，使銅管5與鋁管1形 成一體，獲得合格的薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)。
所述的外壓力為由推動(dòng)銅管軸向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸向頂推力Fl和施加 在銅、鋁管外壁避免其與模具產(chǎn)生相對(duì)位移的徑向壓力F組成。
另外，利用銅鋁兩種材料在硬度上的差異，即利用同心異徑銅管5插 入鋁管1內(nèi)時(shí)的高壓作用，將鋁管1內(nèi)表面的氧化物清理干凈。在清理鋁 管1氧化物的同時(shí)對(duì)固定電極6和移動(dòng)電極8通電對(duì)結(jié)合區(qū)利用銅鋁接觸 電阻加熱，邊加壓邊加熱，在這個(gè)過程中銅管5在頂推氣缸Fl力的作用下 不斷向鋁管l的內(nèi)部移動(dòng)，與普通電阻焊接方法不同，在焊接過程銅鋁連 接管之間工件位移距離超過3毫米，產(chǎn)生的銅鋁共晶物邊生成邊被銅鋁間 的位移高壓擠出，避免脆性組織對(duì)接頭的影響。由于在銅鋁連接管之間的 接觸錐面9中脆性材料被擠出，在焊接表面的銅鋁之間形成金屬鍵連接， 從而使銅鋁連接管路保持牢固一體。
另一種更為具體的實(shí)施方案是銅管圓錐面3位于銅管端口外壁處，鋁 管1的端口區(qū)段為一個(gè)變徑后的粗外徑部位11,變徑處為一圓錐面10，銅管 端口的圓錐面3緊緊地插入鋁管內(nèi)壁的圓錐面10內(nèi)，形成銅鋁連接管之間 有一圓錐面焊接接觸區(qū)間9，并且鋁管包住一段銅的未經(jīng)縮口的直管段M。
本實(shí)用新型的薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)其壽命將達(dá)到20年以上。
權(quán)利要求1.一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，它是由鋁管和銅管插接構(gòu)成，其特征在于所述的銅管一區(qū)段外壁為一圓錐面，銅管的圓錐面緊緊地插入鋁管管口內(nèi)壁，銅鋁管之間形成有一圓錐面接觸區(qū)間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述的銅鋁管之間圓錐面接觸區(qū)間的寬度為5-35mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，其特 征在于所述的銅鋁管之間圓錐面接觸區(qū)間的寬度為5-15 mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié) 構(gòu)，其特征在于所述的銅管圓錐面的粗外徑部位的圓柱面與銅管圓錐面的 細(xì)外徑部位的圓柱面同軸異徑。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述的銅管圓錐面位于銅管外壁端口處，鋁管的端口區(qū)段為一個(gè) 同心異徑管，同心異徑管的異徑處為一圓錐面，銅管端口的圓錐面緊緊地 插入鋁管內(nèi)壁的圓錐面內(nèi)，形成銅鋁管之間有一圓錐面接觸區(qū)間，并且鋁 管包住一段銅的未經(jīng)縮口的直管段。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種薄壁銅管與薄壁鋁管的連接結(jié)構(gòu)，它屬于有色金屬制品技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型由鋁管和銅管插接構(gòu)成，所述的銅管一區(qū)段外壁為一圓錐面，銅管的圓錐面緊緊地插入鋁管一區(qū)段內(nèi)壁的圓錐面內(nèi)，形成銅鋁管之間有一圓錐面接觸區(qū)間。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、堅(jiān)固可靠，完全可以確保產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)本實(shí)用新型可極大地提高銅鋁管連接強(qiáng)度，減低連接脆性，降低制品成本，擴(kuò)大銅鋁復(fù)合管技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F16L13/007GK201196315SQ20072015913
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者萬延堯, 孫德興, 尹衍升, 超 趙 申請(qǐng)人:趙 越;左鐵軍