专利名称：铁铝钎焊技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁铝钎焊技术。
背景技术：
如果可以将铁类材料(下面简称“钢材”)和铝类材料(纯铝和铝合金的总称，下面简称“铝材”)这两种不同种类的金属构件进行接合，则该结合不仅有助于减轻重量，而且接合后的构件既具备钢材的强度，又具备铝材的可塑性。但通常情况下，当钢材与铝材焊接时，在焊缝处可能形成脆性的金属间化合物，因此难于获得高强度的可靠焊接，使用久了易出现开裂、断裂。所以迄今为止，在异质材料(不同金属的构件)的接合上，通常都是使用螺钉、或铆钉等进行接合，但是该接合方式在可靠性、气密性、成本以及其它方面都存在着一些问题。
目前已公开一项专利号为“200510078041.3”、名称为“铁类和铝类材料接合成的异质材料焊接接头以及焊接方法”的发明专利，该方法主要是将铁类材料和铝类材料上下叠合在一起，在铁类材料上沿焊接线开设一列孔并，之后通过电弧焊方法在各个孔内填充熔融焊接材料以便将铁类材料和铝类材料进行接合，这种方法必需对各个焊接点进行单个独立的焊接工作，不仅耗费时间长、工序繁杂、焊接设备成本高、不适合大批量生产，而且不适用于铁类材料和铝类材料的插接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁铝钎焊技术，它不仅可使铁类材料和多个铝类材料一次同时插接成型，而且连接稳定可靠，从而有利于提高效率、简化工艺、减少焊接设备成本。
本发明技术方案是这样构成的，它按照下述方法在铁类材料上插接铝类材料(a)根据要在铁类材料上插接的铝类材料的个数和具体连接位置，在铁类材料的待连接处钻通孔或槽口；
(b)将铝类材料插入铁类材料的通孔或槽口中，使铁类材料的通孔或槽口与铝类材料连接处的表面之间保留间隙；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料放置在铝类材料与通孔或槽口的间隙周围，之后将上述材料一起放入炉膛内，在530～580℃高温下使各通孔或槽口间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的材料降温冷却到室温，使各通孔或槽口间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
较之已有技术而言，本发明具有下述优点(1)由于铝钎焊熔剂的熔点较低，在铝基钎焊料熔化前已先熔化并向下侧和四周流动，因而当铝基钎焊料在500～600℃高温下熔化时，预先熔化的铝钎焊熔剂的流动增加了铝基钎焊料的流动性，使其在重力作用下向下侧和四周均匀流动，且由于液体表面毛细张力的作用，当插接处为通孔时，熔化后的铝基钎焊料不仅填充满通孔间隙，而且在通孔间隙的上下侧分别形成同时包覆在主管和支管壁上的弧状包覆层，当熔化的铝基钎焊料冷却凝固后，即将铁类材料和铝类材料紧紧的焊接在一起；当插接处为不通透的槽口时，熔化后的铝基钎焊料会顺着铝类材料与槽口的一侧间隙流动到铝类材料的另一侧间隙内，当熔化的铝基钎焊料冷却凝固后，即将铁类材料和铝类材料紧紧的焊接在一起。(2)可同时在铁类材料上插接多个铝类材料，且一次焊接成型，改变了以往逐个焊接的缺点，不仅提高焊接速度，而且简化工艺、减少焊接设备成本。(3)焊接后的焊点牢固可靠，不容易开裂。
图1是本发明铁主管和铝支管连接示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图(图中增加尚未熔化的铝基钎焊料4)。
图4是铁主管和铝支管焊接后的局部放大示意图。
图5是采用另一种实施方式焊接后的局部放大示意图。
图6是打压实验图。
标号说明1、主管，2、支管，3、通孔，4、铝基钎焊料，5、环状槽口，6、环状槽口中部的另一通孔，7、压力表，8、阀门。
具体实施例方式
本发明实施方案的特征在于按照下述方法在铁类材料上插接铝类材料(a)根据要在铁类材料上插接的铝类材料的个数和具体连接位置，在铁类材料的待连接处钻通孔或槽口；(b)将铝类材料插入铁类材料的通孔或槽口中，使铁类材料的通孔或槽口与铝类材料连接处的表面之间保留间隙；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料4放置在铝类材料与通孔或槽口的间隙周围，之后将上述材料一起放入炉膛内，在530～580℃高温下使各通孔或槽口间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的材料降温冷却到室温，使各通孔或槽口间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
该实施方案的进一步特征在于所述铁类材料为以铁为主材料的主管1，所述铝类材料为以铝或铝合金为主材料的支管2，所述通孔或槽口设于主管的侧壁上，所述支管插接于主管的通孔或槽口内。为了提高管件的强度，所述主管1的表面经过热浸镀锌处理或其它镀层处理。
其中一种实施方式的具体特征在于所述主管侧壁开设有通孔3，支管一端设于通孔3内，支管外表面与通孔内表面具有0.4～1.2mm的间隙，其中以具有0.7mm的间隙为较佳；支管伸入通孔的长度大于等于0.5mm，其中以伸入2mm的长度为较佳。
所述通孔内表面或者支管外表面上设有用于使支管端部固定在通孔中部以防止其移动的限位凸块。在具体加工制作时，一种方法是在主管上先钻孔径与支管外径一致的通孔，再用外表面具有略大于支管外径的齿状凸起的钻头对通孔内表面进行加工，这样通孔内表面就具有一些限位凸块用于使支管端部固定在通孔中部以防止其移动；还有一种方法是在支管外表面加工一些凸起的辐条，使支管通过辐条定位在主管上；或者也可以采用其它的方法。
另一种实施方式的特征在于所述主管侧壁开设有不通透的环状槽口5，环状槽口内径小于支管内径，环状槽口外径大于支管外径，被环状槽口包围的中部还设有小于环状槽口内径的另一通孔6；所述支管套设于环状槽口内。
下面通过实施例对本发明进行具体说明实施例1按照下述方法在铁主管上连接铝支管(a)根据要在铁主管上连接的铝支管的个数和具体连接位置，在铁主管的待连接处钻通孔；(b)将铝支管插入铁主管的通孔中，使铁主管的通孔与铝支管连接处的表面之间保留0.4mm间隙，且支管伸入通孔的长度为0.5mm；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料4放置在铝支管和通孔的间隙周围，之后将上述管件一起放入炉膛内，在530℃高温下使各通孔间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的管件降温冷却到室温，使各通孔间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
实施例2按照下述方法在铁主管上连接铝支管(a)根据要在铁主管上连接的铝支管的个数和具体连接位置，在铁主管的待连接处钻通孔；(b)将铝支管插入铁主管的通孔中，使铁主管的通孔与铝支管连接处的表面之间保留0.7mm间隙，且支管伸入通孔的长度为2mm；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料4放置在铝支管和通孔的间隙周围，之后将上述管件一起放入炉膛内，在550℃高温下使各通孔间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的管件降温冷却到室温，使各通孔间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
实施例3按照下述方法在铁主管上连接铝支管(a)根据要在铁主管上连接的铝支管的个数和具体连接位置，在铁主管的待连接处钻通孔；(b)将铝支管插入铁主管的通孔中，使铁主管的通孔与铝支管连接处的表面之间保留1.2mm间隙，且支管伸入通孔的长度为2.2mm；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料4放置在铝支管和通孔的间隙周围，之后将上述管件一起放入炉膛内，在580℃高温下使各通孔间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的管件降温冷却到室温，使各通孔间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
实施例4按照下述方法在铁主管上连接铝支管(a)根据要在铁主管上连接的铝支管的个数和具体连接位置，在铁主管的待连接处钻不通透的环状槽口5，环状槽口内径小于支管内径，环状槽口外径大于支管外径，被环状槽口包围的中部还开设有小于环状槽口内径的另一通孔6；(b)将铝支管插入铁主管的环状槽口5中，使环状槽口的侧壁与铝支管连接处的表面之间保留间隙；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料4放置在铝支管和环状槽口的间隙周围，之后将上述管件一起放入炉膛内，在530或550或580℃高温下使各开口间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的管件降温冷却到室温，使各开口间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
焊接点强度检验实验取实施例1～4加工制造的6组产品，分别放入烧开的热水中加热若干小时，取出冷却到室温，之后继续放入烧开的热水中加热若干小时，取出冷却到室温，重复上述步骤100次。之后，如图6所示，将上述产品的其它几个端口封闭，仅留一个端口进行水中的密封充气加压，加压过程中发现安装于端口上的气压表7显示气压不下降，即该产品的各个焊接点的气密性能够得到保证，不会因普通的热胀冷缩而导致焊接点开裂，因此焊接点十分牢固可靠。
权利要求
1.一种铁铝钎焊技术，其特征在于，按照下述方法在铁类材料上插接铝类材料(a)根据要在铁类材料上插接的铝类材料的个数和具体连接位置，在铁类材料的待连接处钻通孔或槽口；(b)将铝类材料插入铁类材料的通孔或槽口中，使铁类材料的通孔或槽口与铝类材料连接处的表面之间保留间隙；(c)将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料(4)放置在铝类材料与通孔或槽口的间隙周围，之后将上述材料一起放入炉膛内，在530～580℃高温下使各通孔或槽口间隙上的铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；(d)将(c)步骤加工后的材料降温冷却到室温，使各通孔或槽口间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。
2.根据权利要求1所述的铁铝钎焊技术，其特征在于所述铁类材料为以铁为主材料的主管(1)，所述铝类材料为以铝或铝合金为主材料的支管(2)，所述通孔或槽口设于主管的侧壁上，所述支管插接于主管的通孔或槽口内。
3.根据权利要求2所述的铁铝钎焊技术，其特征在于所述主管(1)的表面经过热浸镀锌处理或其它镀层处理。
4.根据权利要求2或3所述的铁铝钎焊技术，其特征在于所述主管侧壁开设有通孔(3)，支管一端设于通孔(3)内，支管外表面与通孔内表面具有0.4～1.2mm的间隙，支管伸入通孔的长度大于等于0.5mm。
5.根据权利要求4所述的铁铝钎焊技术，其特征在于所述通孔内表面或者支管外表面上设有用于使支管端部固定在通孔中部以防止其移动的限位凸块。
6.根据权利要求5所述的铁铝钎焊技术，其特征在于所述支管外表面与通孔内表面具有0.7mm的间隙，支管伸入通孔的长度为2mm。
7.根据权利要求2或3所述的铁铝钎焊技术，其特征在于所述主管侧壁开设有不通透的环状槽口(5)，环状槽口内径小于支管内径，环状槽口外径大于支管外径，被环状槽口包围的中部还设有小于环状槽口内径的另一通孔(6)；所述支管套设于环状槽口内。
全文摘要
本发明涉及一种铁铝钎焊技术，其特征在于，按照下述方法在铁类材料上插接铝类材料根据要在铁类材料上插接的铝类材料的个数和具体连接位置，在铁类材料的待连接处钻通孔或槽口；将铝类材料插入铁类材料的通孔或槽口中，使铁类材料的通孔或槽口与铝类材料连接处的表面之间保留间隙；将沾有铝钎焊熔剂的铝基钎焊料放置在铝类材料与通孔或槽口的间隙周围后，将上述材料一起放入炉膛内，在530～580℃高温下使铝基钎焊料熔化并渗透到各间隙内；将上述材料降温冷却到室温，使各通孔或槽口间隙内熔化的铝基钎焊料凝固。本发明不仅可使铁类材料和多个铝类材料一次同时插接成型，而且连接稳定可靠，有利于提高效率、简化工艺、减少焊接设备成本。
文档编号B23K1/19GK1857841SQ20061001917
公开日2006年11月8日 申请日期2006年5月26日 优先权日2006年5月26日
发明者张华盛 申请人:张华盛