铜铝热阻复合连接管的制作方法

本实用新型涉及金属管连接技术，尤其是一种铜铝热阻复合连接管。
背景技术：
：铜铝管连接成一体有多种多样的连接方式，其中，焊接也是一种用的方法，由于铜、铝都属易氧化的金属，所以铜与铝的焊接一直是一个国际性的技术难题。传统的铜铝连接基本上要加入辅助部件，如专利公开号为cn102748544a，一种铜铝连接管及其生产方法，包括铝管、铜铝焊接斜面与铜螺母，扩口位于铜铝焊接部，铜螺母套在靠近扩口部的铜铝焊接部外，铜螺母与铝管外壁之间设置垫片，然后通过焊接、切割、修正、组装与扩口等手段进行组装。又如本申请人获得的专利，公告号为cn208687126u的一种铜铝连接管，管体以铜管、铝管、铜管的形式焊接而成，所以通过有机高分子材料包覆层进行外部保护。这些辅助装置使得铜铝连接部位结构复杂，而且传统焊接方法上还常用挂锡和熔锡，不仅成型较差，还没有较理想的强度，而锡的熔点低又不能焊接在高温工作下的工件，所以这些产品也只适合低温条件下的小工件上使用。而另外通过熔化焊、爆炸焊等焊接方法获得的铜铝连接头，脆性大，易产生裂纹且焊缝易产生气孔，产品很难避免断裂现象。技术实现要素：本实用新型的目的是为了解决传统的铜-铝管之间的连接脆性大、易产生裂纹，焊缝易产生气孔等问题，提供一种铜铝热阻复合连接管。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：一种铜铝热阻复合连接管，包括铜管和铝管，其特征是所述铜管和铝管之间通过圆锥面或圆柱面相互配合连接，所述配合连接部位包括两种管体表面的相互渗透层，相互渗透层单边厚度为δ：δ≥15μm。前述的铜铝热阻复合连接管中，作为优选，所述相互渗透层铜侧铝含量的重量比wt％：0＜wt％≤9.5％。前述的铜铝热阻复合连接管中，作为优选，所述相互渗透层铝侧铜含量的重量比wt％：0＜wt％≤30％。前述的铜铝热阻复合连接管中，作为优选，所述相互渗透层铜侧铝原子数百分含量at％：0＜at％≤20％。前述的铜铝热阻复合连接管中，作为优选，所述相互渗透层铝侧铜原子数百分含量at％：0＜at％≤13％。前述的铜铝热阻复合连接管中，作为优选，所述相互渗透层铜、铝两种元素沿圆周均匀分布。前述的铜铝热阻复合连接管中，作为优选，所述铜管和铝管是铝管的内孔、铜管的外径相互配合。本技术方案专门针对铜和铝两种管体之间的连接进行研究，一般地，两种管体之间内孔平稳过渡，两管之间通过压制后获得圆锥面或圆柱面进行相互配合，然后通过一种热阻复合方式，使两种管体配合面之间产生一种相互渗透层，即铜中有铝、铝中有铜，而且是以分子结构形式相互融合相互制约，两者相互渗透层单边厚度完全达到两管牢固连接目的。进一步，铜铝相互渗透层对相渗透按重量比符合铜铝自身比重规则，扩散分子结构(原子数量)也符合对相密度原则。在本产品中，相互渗透层的铜铝两种元素沿圆周均匀分布，保证所有配合面有效连接。根据铜、铝两者材料性质特点，本产品在两管体连接部位以铜管在内、铝管在外即铝管为内孔、铜管为外径进行配合，以保证在热阻复合过程中两管充分渗透融接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：两管连接部位无需其它辅助配件，成型简单明了，具有较好的连接强度，能满足高温环境下工作，无脆性、裂纹、气孔等现象，可进行3mm以上的铜铝连接。附图说明图1是本实用新型的一种结构示意图。图2是本实用新型的一种双铜对单铝连接结构示意图。图3是本实用新型的一种双铝对单铜连接结构示意图。图4～图6是本实用新型连接后铜侧渗透层结构分析示图。图7～图9是本实用新型连接后铝侧渗透层结构分析示图。图中：1.铝管，2.铜管。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。本实施例一种铜铝热阻复合连接管，由铝管1和铜管2组成，铝管1和铜管2之间通过圆锥面相互配合连接，铜管2连接头外圆加工成圆锥形，铝管1的内孔加工成圆锥孔，两管进行配合。配合连接后，通过热阻复合使得两种管体表面形成相互渗透层，相互渗透层铜铝两种元素沿圆周表面均匀分布，依赖相互渗透层紧密连接。相互渗透层各技术指标如下：单边厚度为δ：δ≥15μm；铜侧铝含量的重量比wt％：0＜wt％≤9.5％；铝侧铜含量的重量比wt％：0＜wt％≤30％；铜侧铝原子数百分含量at％：0＜at％≤20％；铝侧铜原子数百分含量at％：0＜at％≤13％。如图1所示，是一支铝管1和一支铜管2单独连接示意图；图2是两头为铜管2、中间为铝管1进行连接获得的一种产品；图3是中间为铜管2两头为铝管1的一种连接方式。热阻复合连接工艺如下：由上电极、下电极组成电极座，在上电极和下电极的工作腔内设置夹具，铜管2和铝管1连接端先进行锥形旋锻缩口处理，然后在冲击杆的作用下进行对接。在工作腔部位设有冷却气体喷射装置，上电极和下电极中以及其工作腔内均设有冷却水管道。连接过程包括如下步骤：参数设定、铜管铝管预套、夹具定位，热阻启动以及冲击杆热锻复合。热阻定量是一种物体的传热机能，可以用传热系数，适于表征一种匀称材质的质料的传热机能，热阻越小它的传热性越高。由于铜和铝都具有较小的热阻值，本实施例利用两种材质的特点，实现热阻熔合连接。通过本方法可获得3mm以上铜铝管复合渗透式连接接头，铝管材料也可以是纯铝，也可以合金铝材，铜材一般选用紫铜。本产品委托国家有色金属及电子材料分析测试中心进行检测，结果如下。注：表中各符号说明：flement-元素；wt％-重量百分含量；at％-原子数百分含量；al-铝；cu-铜；matrix-矩阵；correction-校正；zaf-常规的能谱无标样定量分析方法，数据经过分析矩阵基本校正。图中“十”字点为取值位。表1，对应的是图4铜侧渗透层结构分析取点位置及各数值。elementwt％at％aik09.1119.10cuk90.8980.90matrixcorrectionzaf表2，对应的是图5铜侧渗透层结构分析取点位置及各数值。elementwt％at％aik00.8601.99cuk99.1498.01matrixcorrectionzaf表3，对应的是图6铜侧渗透层结构分析取点位置及各数值。aik00.6601.54cuk99.3498.46matrixcorrectionzaf表4，对应的是图7铝侧渗透层结构分析取点位置及各数值。elementwt％at％aik74.8587.51cuk25.1512.49matrixcorrectionzaf表5，对应的是图8铝侧渗透层结构分析取点位置及各数值。elementwt％at％aik98.3199.27cuk01.6900.73matrixcorrectionzaf表6，对应的是图9铝侧渗透层结构分析取点位置及各数值。elementwt％at％aik98.7799.47cuk01.2300.53matrixcorrectionzaf由以上检测数值可知，在铝管1和铜管2渗透层之间两者元素相互渗透混合，并形成一体，形成紧密高强度连接。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，如铝管1和铜管2连接面采用圆柱面配合方式等等，任何对本实用新型的简单变换后的结构等均属于本实用新型的保护范围。当前第1页12