一种铜铝管热阻焊接装置的制作方法

本实用新型涉及铜铝焊接技术领域，尤其是一种铜铝管热阻焊接装置。

背景技术：

铜铝焊接即是把铜质材料和铝质材料通过焊接工艺接成一体。因为铜和铝都属易氧化金属，所以铜与铝的焊接一直是一个国际性的焊接难题。现有的焊接方法有传统上常用挂锡和熔锡的方法焊接铜铝，这种方法成型不好，没有很好的强度，由于锡的熔点低又不能焊接在高温工作下的工件，所以此种工艺只适合低温条件下的小工件上使用。有采用熔化焊、摩擦焊、冷压焊、爆炸焊、电子束焊、超声波焊等焊接方法焊接铜铝，这些焊接出来的接头脆性大,易产生裂纹且焊缝易产生气孔，焊接起来的工件难免出现断裂，出现断裂后就可能使导电体断路、使管道泄露，也达不到实际生产中要求的效果。也有采用较好的钎焊，通常用火焰钎焊、炉中钎焊和高频钎焊等，把铜和铝焊接在一起，通过钎焊工艺把钎料作为中间介质把铜和铝焊接在一起。专利文献中也有不少公开的铜铝焊接手段，如专利公告号为CN101707295B，设计的一种铜铝爆炸复合电力T型铜铝过渡联接线夹及爆炸焊接方法，包括二块对合的接线夹主体，接线夹主体基板为铝材质，且基板表面一端爆炸焊接有一层铜；接线夹主体表面分别有起到压线作用的排列成T形的、相对的弧形沟槽，弧形沟槽两侧留有螺栓孔，二块接夹主体通过螺栓进行压接连接。这种方只适合电力铜铝连接T型线夹结构，不适用铜铝管体之间的连接。再如专利公开号为CN105364293A，一种铜铝焊接工艺，匹配叠放洁净的板材件和需要焊接在该板材件上的洁净的箔材件，其中箔材件在上，并保证待焊接部位处于平整的基础上，然后通过沿基础法向运动的压头，在焊接部位压出凹坑，形成焊点，使箔材件与板材件的连接电阻不大于相同条件下熔焊的连接电阻。这种方法同样不能用于管-管连接工艺中。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有铜管铝管之间的焊接脆性大、易产生裂纹，焊缝易产生气孔，冷却方式效率低、作业流程也不顺畅等问题，提供一种铜铝管热阻焊接装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种铜铝管热阻焊接装置，包括机座，位于机座中的电极座，其特征是所述的电极座的工作腔内设有夹具，夹具包括固定式铝管夹具和移动式铜管夹具，在铜管夹头的一端设有冲击杆，在工作腔部位设有冷却气体喷射装置，电极座内还设有冷却水道。铜和铝都具有较小的热阻值，本技术方案利用两种材质的特点，提供热阻熔合连接装置。本技术方案把铜管和铝管同时进行热阻加热，在热阻过程中通过插装铜管使铜管和铝管端部完全配合熔接，在插装铜管时，通过冲击杆挤压铜管一端预先制好的锥形旋锻缩口完成，由于发热量大，冷却过程缓慢，本装置中利用循环水冷却系统和气冷系统进行工作段冷却，大大减小工作停顿时间，各推进机构可以实现半自动或自动化作业。

作为优选，所述的电极座包括上电极和下电极，铜制的夹具固定在电极座上。夹具和电极连接成一体，其中铝管端为固定式，铜管一端为移动式。

作为优选，所述的移动式铜管夹头固定在所对应的电极座上，该电极座与推进装置连接。通过推动铜管使铜管与铝管配合端紧密连接在一起。

作为优选，所述的冲击杆的一端设有若干节直径从小到大排列的波浪形球节，冲击杆的另一端通过活动套连接定位在动力驱动器上。冲击杆采用不锈钢或高耐磨合金钢材料制作，冲击杆头部加工成连续起伏的波浪形球节，作为冲击时对铜铝接口内孔进行分级扩充，保证铜管锥形旋锻缩口端头在完全与铝管内壁紧密接触时不会产生材料缺陷，球节数量可以是单个也可以是多个；冲击杆工作时能自动定心；冲击杆同时也能清除铜管内熔接残余物，保证铜铝连接部位的内孔尺寸。

作为优选，所述的电极座上设有水接头，冷却水道在电极座中为往返通道，电极座包括上、下、左、右共四块单电极。冷却水道属于冷却水系统，冷却水系统为循环冷却方式；通过低成本零排放方式达到冷却电极的目的。

作为优选，所述的水接头包括一个进水接口和一个出水接口，冷却水道把四块单电极串联连接，即从左下电极—左上电极—右上电极—右下电极。

作为优选，所述的夹具上设有长条定位凹槽，凹槽弧度与对应所夹持的管体直接配合。

本实用新型的有益效果是：本装置和连接方法可以获得3mm以上的铜铝复合熔合连接接头，工作过程中冲击杆自动定心，避免产生裂纹及熔焊缝气孔，使铜铝配合部位紧密接触熔融一体，采用循环水冷却系统和气冷系统的复式冷却方式，加快工作周期。

附图说明

图1是本实用新型的一种主工作区结构示意图。

图2是本实用新型的一种冷却水道行走结构示意图。

图3是本实用新型的一种冲击杆定型端结构示意图。

图中：1. 上电极，2. 下电极，3. 冷却气体喷射装置，4. 夹具，5. 铜管，6. 铝管，7. 水接头，71. 进水接口，72. 出水接口，8. 冲击杆。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种铜铝管热阻焊接装置，如图1所示，其基本结构包括基座，基座中设有由上电极1、下电极2组成的电极座，在上电极1和下电极2工作腔内设有夹具4，与铜管5内径配合设计由高耐磨合金钢制成的冲击杆8，铜管5、铝管6分别由各自的夹具4固定并与相对应的电极连接，夹具4采用紫铜材料制作，在焊接腔部位设有包括喷管的冷却气体喷射装置3，并在上电极、1和下电极2中以及其工作腔内夹具4中均设有冷却水道，图2是一种冷却水道行走结构，水接头7包括一个进水接口71和一个出水接口72，在上电极1和下电极2中，冷却水道从左下电极—左上电极—右上电极—右下电极，最终从右下电极回到室外冷却水池。

冲击杆8端部设有三节直径从小到大排列的球节81，如图3所示，最大的球节直径与铜管5孔径间隙配合，冲击杆8的尾端通过活动套连接定位在气缸动力驱动器上，冲击杆8沿铜管5中心线在一个10度圆锥锐角之内具有自由摆动度，即以铜管5中心线为中心，沿铜管5一周有10度锥角的自由度。

本装置中的动力装置、动力推进装置以及动力驱动器的动力均来源于气缸。

工作时，根据铜管5和铝管6规格，在热阻控制器输入相应参数，包括预压时间、预热电流、预热时间，并调整夹具4压紧压力以及冲击杆8推进压力。然后启动水冷却，再进行铜管铝管预套，即将铜管5旋锻缩口端插入铝管6中，同时铜管5另一端插入冲击杆8，并放置在铜管5的电极夹具4槽中，随后夹具定位，热阻启动，再进行冲击杆热锻复合，待热阻时间到后，冲击杆8在冲击气缸压力作用下迅速推进，由冲击杆8头部对热阻连接部位进行热锻复合冲击，并带动推进气缸，使铜管5旋锻缩口部位全部挤入铝管6内部，完成铜管5、铝管6紧密热熔复合连接，同时冲击杆8也清除了管内熔接残余物，保证了铜铝连接部位的内孔径；最后冲击杆复位、夹具松开、移走工件，以及氮气气体冷却。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型的简单变换后的结构均属于本实用新型的保护范围。