压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法
【专利摘要】本发明提出一种压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，旨在提供一种安全可靠、层间结合强度高的冶金复合管的制备方法。本发明通过下述技术方案实现：先将一端制有锥形扩口的内管同轴装于外管内，管端两端层间密封后充入惰性气体制成管坯；再将管坯穿过环形焊接支架上的感应加热线圈、环布正电极和装在尾座的焊接芯杆，在焊接芯杆头部固联压焊圆锥扩孔焊头，装夹到机床移动工作台上动力头的气动卡盘内，动力头牵引管坯向左匀速旋转运动，压下正电极，通电，正电极与压焊圆锥扩孔焊头上负电极间管坯层间表面，形成V形环高频电流扫描加热区或电阻焊电极压合加热区，熔融结合面表面金属，管坯强制通过轴向固定的圆锥扩孔焊头，将管坯焊合为一体。
【专利说明】压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种金属冶金复合加工领域中，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等工业领域，海水淡化、医药化工、污水处理、新能源、食品加工等行业的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法。
【背景技术】
[0002]为获得一种全新新能的管材或大幅度降低高腐蚀管线的建设成本，各种双金属复合管应运而生。如一种外覆不锈钢，内衬低碳钢的锅炉用换热管即保持了低碳钢的高导热系数，又具有极好的抗高温腐蚀性能。又如，在强腐蚀介质输送管线，通常采用不锈钢管或镍基合金管作为管线材质，如果采用内覆不锈钢或镍基合金，外衬高强度低合金钢的复合管替代，则可成倍降低这类管线的造价。
[0003]目前国内、外双金属复合管根据复合方法不同分为冶金复合、机械复合两类:
[0004]I)爆炸复合
[0005]爆炸复合法是将装配好的内外管放置在水槽内，将爆炸物放置在内衬管轴线上，通过引爆爆炸物，使覆层与基层产生强烈撞击，内层管产生塑性形变，外层管产生弹性形变，同时爆炸波能量在两种材料的结合表面产生机械嵌合及局部熔接，从而形成具有部分冶金熔接和机械嵌合的复合管。爆炸复合的成型特点导致它有以下缺点:(1)界面结合区为波形，结合面难以实现完全冶金结合，结合力较小，结合区残余应力较大，存在时效分层的现象。这种分层现象为其后的管线焊接连接带来极大的困难。(2)如果内层金属具有较高的屈服强度或者壁厚较大，则在爆炸成形过程中需要更大的爆炸能量，过大的爆炸能极易造成内外管的同步塑性变形，从而带来成形失败。因此对于较厚内层要求的复合管，难以采用爆炸成形工艺。
[0006]2)堆焊成型法
[0007]堆焊是一种用熔焊、钎焊、热喷涂等方法在工件表面堆敷一层具有特定性能材料的工艺过程。狭义上的堆焊即指熔化焊方法堆焊。采用堆焊法制造复合管的主要缺点是:大面积堆敷成本极高:可生产的材料组合仅限于熔化焊下具有相容性的材料之间，不能复合两种熔点相差太大的材料:堆焊常用于不锈钢管与碳钢管的复合，且复合管一次焊接合格率低，堆焊后还需对焊层金属表面进行必要的机械加工，进一步增加了制造成本。
[0008]3)热轧和热挤压工艺
[0009]热轧复合工艺适合于有缝复合管生产，热挤压复合工艺适用于无缝复合管的生产。热轧复合是利用热轧复合板卷焊成复合管。热轧复合经常应用与壁厚小的管材加工，缺点是一次性投资大，而且很多材料组合不能通过轧制复合实现。目前应用最广泛的是利用该工艺对碳钢、不锈钢焊管复合管的制造，采用该方法不能生产无缝复合管，从而极大限制了这种复合管在高压工况下的应用。
[0010]热挤压是将两种或两种以上的金属组成的大直径机械套装复合管坯加热到1200度左右，然后通过由模具和芯棒组成的环状空间进行挤压。当挤压前、后金属管环形截面面积比为10: I时，极高的挤压压力和温度会在界面处产生压力锻的焊接效应，促进界面间的快速扩散和充分结合，使成品界面形成冶金结合的复合挤压管。该方法是目前生产不锈钢和高镍合金无缝复合管的较好方法。但也存在结合力低下，生产成本较高等问题。
[0011]4)离心铸造复合
[0012]先通过离心铸造的方式得到冶金复合的双金属管坯，然后经过热轧或热挤压得到成品管；该方法结合区结合力强，但管坯表面的机械加工，以及结合处难以控制的夹渣、分层等铸造缺陷，致使成材率较低等问题，导致该种复合管成本极高。
[0013]5)液相扩散焊法
[0014]液相扩散焊法方法是在机械复合管的层间预先加入铜基钎焊剂或钎焊带，然后将制备好的机械复合管通过感应加热或其他加热方式处理，形成具有中间过渡结合层的双金属复合管。该方法结合层结合力较小，由于结合面有铜等其它金属元素的加入，无法避免管道焊接时焊缝处钎焊剂的异金属融入，严重影响焊缝的机械性能及耐腐蚀性能。
[0015]通过对以上各种双金属复合管的结合形式、结构形式、性能特点、生产成本的综合分析发现，现有的各种双金属复合管的生产方法有以下特点:
[0016]离心铸造复合、堆焊复合法属冶金结合，结构形式较好，结合力较大，但生产成本很高；
[0017]热轧和热挤压工艺、爆炸复合、液相扩散焊法也属冶金结合，结构形式不好，结合力低下、生产成本较高。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是针对现有技术冶金复合管及制造工艺的不足之处，提供一种生产工艺简单，质量控制稳定，冶金结合结构形式好、层间结合强度高，制造成本低的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法。
[0019]本发明的目的由以下技术措施实现:一种压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于包括如下步骤:
[0020]I)首先将外径小于外管5内径的内管6左端扩口，制成外径大于外管内径的锥形扩口端，再将内管6同轴装配在外管5内，焊封扩口端两管间结合缝，再在右端环缝内装入环形密封体7，形成对两管右端层间环缝的密封，然后通过环形密封体7对已密封的两管层间间隙充入惰性气体或抽真空，置换出其中的空气，制成管坯；
[0021]2)将上述管坯扩口端装夹在机床动力头8的气动卡盘2内，使穿入环形焊接支架9内环面的管坯管身，纵向支撑于机床移动工作台I上，使环布在固定的环形焊接支架9内环面端口上的数个正电极12压在管坯外表面，使连接电源的感应加热线圈11套在管坯外部；使一端固联有压焊圆锥扩孔焊头的焊接芯杆13置于管坯内，压焊圆锥扩孔焊头上的负电极契合压紧于内管6锥形扩口上，使负电极与上述正电极12径向对应组成焊接电极组;焊接芯杆13另一端装有轴承，安装在固定的尾座3上；
[0022]3)焊接电极组通电，用具有输出功率线性可调的感应加热线圈11对管坯的外管焊接区前端进行快速预热，启动动力头8牵引管坯向左匀速旋转运动，通过高频接触焊高频电流的集肤效应及邻近效应作用或电阻焊电流产生的电阻热，使内外管层间形成数个环状分布的V形电流集中加热区或电阻焊电极压合加热区，将内外管间表面金属迅速加热，熔融，管坯强制通过内孔轴向固定的压焊圆锥扩孔焊头，在压焊圆锥扩孔焊头产生的反作用挤压力作用下，管坯的内管6产生塑性变形后与外管5紧密贴合，将管坯焊为一体。
[0023]本发明相比于现有技术具有如下有益效果:
[0024]既有极高内外层结合力，又具有较低生产成本的双金属复合管。生产工艺简单，质量控制稳定，制造成本低，复合金属材料组合范围广。
[0025]本发明可根据所需复合管材的用途及性能特点选择内层及外层金属的材料，生产出界面冶金结合、结构形式好、层间结合力大、生产成本低的高性能冶金复合管。仅用一台不复杂自制的压焊复合管成型机和相应的压焊圆锥扩孔焊头，采用常规工艺参数，经过高频接触焊或电阻焊焊接的方式将不同材质的两层金属管的层间紧密焊接为一体，能耗低，改善环境，解决了现有技术工艺环节复杂，安全性差，质量控制难度大，质量不稳定，一次性投资大，制造成本高的不足。
[0026]结合界面为冶金结合，结构形式好，结合强度高，层间结合力大。
[0027]本发明采用外管与内管之间经过高频接触焊或电阻焊焊接后形成原子间互相融合、渗透、扩散的冶金结合方式，解决了现有技术界面结合区不能完全冶金结合，结合力较小，结合区残余应力大，时效分层等存在的问题，且能适用于大范围金属材料间的双金属冶金复合，比如:低合金钢/不锈钢、低合金钢/镍基合金、低合金钢/轴承钢、低合金钢/碳素钢、合金钢/不锈钢、合金钢/镍基合金、合金钢/工具钢、合金钢/轴承钢、合金钢/碳素钢、碳素钢/工具钢、碳素钢/轴承钢等。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明双金属复合管管坯的构造示意图。
[0029]图2显示的是管坯装在压焊复合管成型机上的高频接触焊复合工艺示意图。
[0030]图3显示的是管坯装在压焊复合管成型机上的电阻焊复合工艺示意图。
[0031]图4是图2所示的高频接触焊圆锥扩孔焊头构造示意图。
[0032]图5是图3所示的电阻焊圆锥扩孔焊头构造示意图。
[0033]图中:1机床移动工作台，2气动卡盘，3尾座，4管坯焊封扩口端，5外管，6内管，7环形密封体，8动力头,9环形焊接支架，10高频接触焊圆锥扩孔焊头，11感应加热线圈，12正电极，13焊接芯杆，14电阻焊圆锥扩孔焊头，15焊头锁紧螺母，16绝缘并紧环，17铜扩孔头体，18氧化铝绝缘环，19铜环负电极，20氧化铝陶瓷管，21冷却水通路，22输电铜管。
【具体实施方式】
[0034]下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
[0035]参阅图1。管坯制备。根据用途、使用条件及金属材料的性能特点选择外管5及内管6的材质及规格。外管及内管的材质可以是各种碳素钢、低合金钢、合金钢、轴承钢、工具钢、不锈钢、镍基合金。外管可以根据输送介质的流量和压力要求，选用不同通径和壁厚的结构用无缝管、低中压流体输送用无缝钢管、高压锅炉、石油裂化用无缝管、管线管等。直径可从Φ20-Φ 1020mm,壁厚可从2.5-50mm。内管可以根据输送介质化学成分,选用不同的耐腐蚀合金。可以是奥氏体不锈钢304、304L、316、316L、铜基合金、镍基合金、哈氏合金、钛、钛合金、双相不锈钢等新型高耐腐蚀或耐高温合金材料。内管壁厚可以根据使用寿命和焊接工艺的要求从0.3-4_。通常，外管5可以选用低合金钢热轧无缝钢管，内管6可以选用不锈钢直缝焊管。对外管5进行酸洗、冷拔定径(外管内径比内管外径大3mm以上)、退火、矫直、喷砂等常规处理后，清洗干净钢管内、外表面氧化物、油脂等污物。将内管6内外表面的氧化物、油脂等污物清洗干净后，将其一端在扩口装置上扩口，扩成锥形扩口端的外径大于外管5的内径至少Imm,扩口段长度为50mm?200mm。
[0036]如图1所示，把内管6同轴装配于外管5内，然后焊封左端(扩口端)两管间结合缝。焊接方法可以采用常规气体保护焊，焊封部位起左端(扩口端)两管层间密封的作用，在右端环缝内装入环形密封体7，对两管右端层间环缝的密封，然后通过环形密封体7对已密封的两管层间间隙充入惰性气体并置换出其中的空气或抽真空，两管层间充入惰性气体或抽真空的目的是防止层间表面金属受热氧化形成焊接缺陷。充气置换完全或抽真空后管坯制备完成。环形密封体7可以是钢件、铜件、铝件、橡胶、塑料、胶粘剂等及其组合件。
[0037]在图2所示实施例中，管坯可以通过高频接触焊复合法来完成内外层管的焊接双金属冶金复合。采用压焊复合管成型机，把已组装好的管坯纵向支撑置于机床移动工作台I上，机床移动工作台左端设有动力头8，动力头8右端面装有气动卡盘2。启动动力头8拖动机床移动工作台I带着管坯向右移动，使管坯右端(密封端)穿入固定的环形焊接支架9内环面上连接有电源的感应加热线圈11，同时使装有轴承的一端安装在固定尾座3上的焊接芯杆13，从管坯右端内孔穿入后从左端内孔穿出，机床移动工作台停止。在穿出管坯的焊接芯杆头部装上高频接触焊圆锥扩孔焊头10，用焊头锁紧螺母15锁紧。向左用力推动管坯，使其左端(管坯焊封扩口端4)进入动力头8上的气动卡盘2内，收紧气动卡盘夹紧管坯。此时管坯左端内管的锥形扩口与高频接触焊圆锥扩孔焊头的圆锥面契合，在上述契合区的管坯外部的固定环形焊接支架9内环面上，装有套在管坯外的感应加热线圈11。感应加热线圈11的安装位置随压焊方法不同略有改变，如图2高频接触焊时，感应加热线圈11装在正电极12的左边，如图3电阻焊时，感应加热线圈11装在正电极12的右边，压焊圆锥扩孔焊头可以是图4所示的高频接触焊圆锥扩孔焊头10或图5所示的电阻焊圆锥扩孔焊头14，其中，焊头上的铜环负电极19或作为负电极的铜扩孔头体17通过压焊圆锥扩孔焊头契合压紧于内管6锥形扩口上。环形焊接支架9内环面端口上装有对称地朝着外管5外表面，径向伸缩压紧于外管5表面上的环布正电极12。具有补偿外管或内管焊接所需加热功率功能的感应加热线圈11位于管坯焊接区前端。焊接芯杆13是一个中空杆体，其内制有冷却水通道，是轴向固定高频接触焊圆锥扩孔焊头10或电阻焊圆锥扩孔焊头14，在管坯旋转摩擦力的作用下，随管坯一起旋转的连接构件。铜环负电极19通过压焊圆锥扩孔焊头契合压紧于内管6的锥形扩口上。压焊圆锥扩孔焊头通过焊接芯杆13上的焊头锁紧螺母15固联在焊接芯杆左端，并装在管坯左端(扩口端)内孔。高频接触焊圆锥扩孔焊头10作为对管坯焊接部位施压的扩孔模具和焊接工具，如图4所示，是通过向焊接点引入焊接电流的铜环负电极19、绝缘系统的氧化铝绝缘环18、对焊接点施压的铜扩孔头体17和绝缘并紧环16彼此相连，并通过装配在焊接芯杆13上的氧化铝陶瓷管20绝缘，组成高频接触焊圆锥扩孔焊头10，固联在焊头锁紧螺母15与输电铜管22之间。铜扩孔头体17制有连通焊接芯杆13冷却水通道，冷却水通过焊接芯杆13冷却水通道把冷却水引入铜扩孔头体17内表面。
[0038]管坯内固联在焊接芯杆13上的高频接触焊圆锥扩孔焊头10，将铜环负电极19契合压紧于内管6锥形扩口上。安装在环形焊接支架9内环面右端口的数个正电极12，在气缸或弹簧作用下压紧在外管表面上，与管坯内孔的高频接触焊圆锥扩孔焊头10上的铜环负电极19径向对应，组成焊接电极组:套在管坯外部的感应加热线圈11，安装固定在环形焊接支架9的内环面上，位于正电极12的左边；形成基本施焊条件。
[0039]启动动力头8，同时对感应加热线圈11和焊接电极组通电施焊:管坯在动力头8的旋转牵引力作用下，管坯一方面匀速旋转，一方面随机床移动工作台一起向左匀速运动，在动力头8施加给管坯向左拉力的作用下，使轴向固定的置于管坯内孔的高频接触焊圆锥扩孔焊头10的圆锥面对管坯内管产生反作用挤压力，管坯在上述向左拉力及高频接触焊圆锥扩孔焊头10反作用挤压力作用下，使内管6沿高频接触焊圆锥扩孔焊头10的圆锥面发生塑性变形后紧贴外管5，强制通过高频接触焊圆锥扩孔焊头10的约束后向左移动。在通电状态下，数个正电极12和铜环负电极19对应组成的焊接电极组，对旋转管坯的内外管同时施加高频电流，在高频电流的集肤效应及邻近效应作用下，在内外管层间形成数个环状分布的V形电流集中加热区，依次对内外管层间表面的V形环区域进行均匀的快速扫描加热。参见图2上A区，管坯匀速旋转移动使内外管结合部位均匀加热，迅速将内外管层间表层金属加热至熔融状态，加热温度随内外管材质不同而不同。高频接触焊焊接电源采用恒功率输出，加热温度可通过调节感应加热电源的输出功率和管坯的旋转、牵引速度进行控制，加热温度控制在其各自钢种液相线下10?30°C (即熔融状态)。在高频接触焊圆锥扩孔焊头10反作用挤压力作用下，将各自处于熔融状态的内管外表面及外管内表面焊合在一起。在动力头8旋转牵引力的作用下，管坯旋转着匀速向左运动，逐渐将整根管坯焊合为一体。
[0040]加热功率补偿:由于内外管为不同材质的钢管，其各温度点的电阻率、比热容差异较大，其液相线温度存在数十度的差异，为此在环形焊接支架9上正电极12的左边设置了感应加热电源的输出功率线性可调的感应加热线圈11，对管坯的外管焊接区前端进行快速预热，以保证在同样焊接功率输入条件下，管坯的内、外管焊合表面金属的温度能同步达到各自的液相线附近，从而保证焊接质量。
[0041]管坯在动力头8的旋转牵引力作用下不断向左移动，当管坯右端装环形密封体7的部位移动到接近安装在固定的环形焊接支架9上的感应加热线圈11时，感应加热电源和高频焊接电源停止供电，以防止环形密封体7过热失效，动力头8暂停工作，焊接工作结束，将环形密封体7从管坯尾部取出。再启动动力头8拖动管坯继续向左移动，使高频接触焊圆锥扩孔焊头10从管坯尾部拉出。然后对未产生焊接结合的管尾部分，可在其后的精整过程中切除。完成焊接的管坯可通过其后的常规精整工艺进行后处理，从而成为具有焊接冶金结合方式的复合管。
[0042]在图3所示的另一实施例中，可以通过电阻焊复合法实现，管坯制备方法与图2所示实施例1相同。同样是采用压焊复合管成型机，把组装好的管坯置于带旋转牵引功能的机床移动工作台I上，启动设置在机床移动工作台上的动力头8拖动机床移动工作台I带着管坯向右移动，使管坯右端穿入固定的环形焊接支架9上连接有电源的感应加热线圈11，同时使固定的尾座3上安装的焊接芯杆13从管坯右端内孔穿入后从左端内孔穿出，机床移动工作台停止，在穿出管坯的焊接芯杆头部装上电阻焊圆锥扩孔焊头14，用焊头锁紧螺母15锁紧。向左用力推动管坯，使其左端进入动力头8上的气动卡盘2内后，收紧气动卡盘夹紧管坯。此时管坯左端内管的锥形扩口与电阻焊圆锥扩孔焊头14的圆锥面契合，电阻焊圆锥扩孔焊头14将作为负电极的铜扩孔头体17契合压紧于内管6的锥形扩口上。在上述契合区的管坯外部设置的固定环形焊接支架9上装有套在管坯外的感应加热线圈11。
[0043]如图3电阻焊时感应加热线圈11装在正电极12的右边。安装固定在环形焊接支架9内环面右端口的数个正电极12与装在焊接芯杆头部的电阻焊圆锥扩孔焊头14上作为负电极的铜扩孔头体17径向对应，组成焊接电极组。用设置在环形焊接支架上的气缸或弹簧将数个正电极12环形压紧在管坯外管表面上，形成基本的施焊条件。
[0044]除上述已说明感应加热线圈11的安装位置略有不同外，电阻焊时加热功率补偿的方法与图2所示实施例1相同。
[0045]启动动力头8，同时对感应加热线圈11和焊接电极组通电施焊:管坯在动力头8的旋转牵引力作用下，管坯一方面旋转，一方面向左匀速运动。此时，管坯外表面的数个正电极12与管坯内孔的电阻焊圆锥扩孔焊头14上的负电极铜扩孔头体17组成焊接电极组。在动力头8施加给管坯向左拉力的作用下，管坯强制通过置于其内孔的轴向固定的电阻焊圆锥扩孔焊头14时，在电阻焊圆锥扩孔焊头产生的反作用挤压力作用下，管坯的内管6产生塑性变形后与外管5紧密贴合。当电阻焊的大电流通过接触电阻很高的管坯内外管间的数个电极压合区时，参见图3的B区，所产生的电阻热迅速将该区内外管间表面金属分别加热至熔融状态，加热温度控制在双金属管坯各自钢种液相线下10?30°C。电阻焊焊接电源采用恒功率输出，加热温度可通过调节感应加热电源的输出功率和管坯的旋转、牵引速度进行控制。在电阻焊圆锥扩孔焊头14产生的反作用挤压力及正电极12的电极压力联合作用下，将电极压合区的内外管焊在一起。管坯在动力头8旋转牵引力的作用下，旋转着向左运动，焊合点由点及面呈螺旋状延伸，逐渐将整根管坯焊合为一体。焊接至管坯尾部时的处理方法与实施例1相同。完成焊接的管坯可通过其后的常规精整工艺进行后处理，从而成为具有冶金结合方式的焊接复合管材。
[0046]图5所示的是:通过向焊接点引入焊接电流的铜环负电极19、对焊接点施压并作为负电极的铜扩孔头体17和绝缘并紧环16彼此相连，并通过装配在焊接芯杆13上的氧化铝陶瓷管20绝缘，组成电阻焊圆锥扩孔焊头14，固联在焊头锁紧螺母15与输电铜管22之间。铜扩孔头体17制有连通焊接芯杆13的冷却水通道，冷却水通过焊接芯杆13的冷却水通道把冷却水引入铜扩孔头体17内表面。
[0047]以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如，本发明压焊还可以考虑其它方式，管坯两端密封方式不是唯一，也可以采用其它行之有效的密封，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于包括如下步骤:1)首先将外径小于外管(5)内径的内管(6)左端扩口，制成外径大于外管内径的锥形扩口端，再将内管(6)同轴装配在外管(5)内，焊封扩口端两管间结合缝，再在右端环缝内装入环形密封体(7)，形成对两管右端层间环缝的密封，然后通过环形密封体(7)对已密封的两管层间间隙充入惰性气体或抽真空，置换出其中的空气，制成管坯；2)将上述管坯扩口端装夹在机床动力头(8)的气动卡盘(2)内，使穿入环形焊接支架(9)内环面的管坯管身，纵向支撑于机床移动工作台(I)上，使环布在固定的环形焊接支架(9)内环面端口上的数个正电极(12)，压在管坯外表面，使连接电源的感应加热线圈(11)套在管坯外部；使一端固联有压焊圆锥扩孔焊头的焊接芯杆(13)置于管坯内，压焊圆锥扩孔焊头上的负电极契合压紧于内管(6)锥形扩口上，使负电极与上述正电极(12)径向对应组成焊接电极组:焊接芯杆(13)另一端装有轴承，安装在固定的尾座(3)上；3)焊接电极组通电，用具有输出功率线性可调的感应加热线圈(11)对管坯的外管焊接区前端进行快速预热，启动动力头(8)牵引管坯向左匀速旋转运动，通过高频接触焊高频电流的集肤效应及邻近效应作用或电阻焊电流产生的电阻热，使内外管层间形成数个环状分布的V形电流集中 加热区或电阻焊电极压合加热区，将内外管间表面金属迅速加热，熔融，管坯强制通过内孔轴向固定的压焊圆锥扩孔焊头，在压焊圆锥扩孔焊头产生的反作用挤压力作用下，管坯的内管(6)产生塑性变形后与外管(5)紧密贴合，将管坯焊为一体。
2.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:内管(6)外径小于外管(5)内径至少3mm,内管(6)扩口端外径大于外管(5)的内径至少Imm,扩口段长度为50_?200mm。
3.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:焊接芯杆(13)是一个中空杆体，其内制有冷却水通道，是轴向固定高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)或电阻焊圆锥扩孔焊头(14)，在管坯旋转摩擦力的作用下，随管坯一起旋转的连接构件。
4.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:压焊圆锥扩孔焊头是高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)或电阻焊圆锥扩孔焊头(14)，其中，焊头上的铜环负电极(19)或作为负电极的铜扩孔头体(17)通过压焊圆锥扩孔焊头契合压紧于内管(6)锥形扩口上。
5.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:采用高频接触焊时，感应加热线圈(11)设置在环形焊接支架(9)上正电极(12)的左边，采用电阻焊时，感应加热线圈(11)设置在正电极(12)的右边。
6.如权利要求4所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)作为对管坯焊接部位施压的扩孔模具和焊接工具，通过向焊接点引入焊接电流的铜环负电极(19)、绝缘系统的氧化铝绝缘环(18)、对焊接点施压的铜扩孔头体(17)和绝缘并紧环(16)彼此相连，并通过装配在焊接芯杆(13)上的氧化铝陶瓷管(20)绝缘，组成高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)，固联在焊头锁紧螺母(15)与输电铜管(22)之间。
7.如权利要求4所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:铜扩孔头体(17)制有连通焊接芯杆(13)的冷却水通道，冷却水通过焊接芯杆(13)的冷却水通道把冷却水引入铜扩孔头体(17)内表面。
8.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:环形焊接支架(9)内环面端口上装有对称地朝着外管(5)外表面，径向伸缩压紧于外管(5)表面上的环布正电极(12)，该正电极(12)通过气缸或弹簧施压，被压紧在管坯的外表面上，正电极(12)与置于管坯内孔的高频接触焊圆锥扩孔焊头(10)上的铜环负电极(19)径向对应组成焊接电极组。
9.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:环形焊接支架(9)内环面上设置了感应加热电源的输出功率线性可调的感应加热线圈(11)，对管坯的外管焊接区前端进行快速预热。
10.如权利要求1所述的压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法，其特征在于:焊接电源恒功率输出，当焊接电流通过双金属管坯结合面时，加热温度通过调节感应加热电源的输出功率和管坯的旋转、牵引速度进行控制，加热温度控制在双金属管坯各自钢种液相线下10? 30°C。
【文档编号】B23K13/01GK103433636SQ201310367446
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】唐勇, 王宏, 唐夕尧, 易刚, 刘帆 申请人:唐勇, 王宏