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      多孔金屬的焊接裝置及其使用方法

      1442   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:山東大學(xué) 山東碳垣智能裝備有限公司  
      2022-10-28 13:50:09

      權(quán)利要求

      1.多孔金屬的焊接裝置,其特征在于,包括: 工作臺(tái),用于固定待焊接的金屬板;所述金屬板上留有焊縫,所述焊縫內(nèi)填充有導(dǎo)電粉末; 碾壓模塊,設(shè)置在所述工作臺(tái)上方,用于對(duì)所述焊縫內(nèi)的導(dǎo)電粉末進(jìn)行碾壓; 焊接模塊,設(shè)置在所述工作臺(tái)上方,用于在碾壓后對(duì)所述焊縫進(jìn)行攪拌摩擦焊接; 供電模塊,用于向所述焊縫內(nèi)的導(dǎo)電粉末提供電流; 所述焊接模塊包括: 焊接主機(jī),用于沿所述焊縫運(yùn)動(dòng); 攪拌頭,與所述焊接主機(jī)連接,用于在所述焊接主機(jī)的帶動(dòng)下沿所述焊縫進(jìn)行攪拌摩擦焊接; 所述碾壓模塊包括: 碾壓輥,與所述焊接主機(jī)連接,用于在所述焊接主機(jī)的帶動(dòng)下沿所述焊縫碾壓所述導(dǎo)電粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置,其特征在于,所述供電模塊包括電源; 所述電源與所述焊接模塊和所述碾壓模塊電連接; 所述電源、所述焊接模塊、所述碾壓模塊、以及所述焊接模塊和所述碾壓模塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置,其特征在于,所述供電模塊包括電源和第一導(dǎo)電塊,所述第一導(dǎo)電塊設(shè)置在所述焊縫一端; 所述電源與所述第一導(dǎo)電塊和所述焊接模塊電連接; 所述電源、所述第一導(dǎo)電塊、所述焊接模塊、以及所述第一導(dǎo)電塊和所述焊接模塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置,其特征在于,所述供電模塊包括電源和第二導(dǎo)電塊,所述第二導(dǎo)電塊為兩個(gè),且設(shè)置在所述焊縫兩端; 所述電源與兩個(gè)所述第二導(dǎo)電塊電連接; 兩個(gè)所述第二導(dǎo)電塊、以及兩個(gè)所述第二導(dǎo)電塊之間的所述導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置,其特征在于,所述焊接裝置還包括: 噴涂模塊,用于向所述焊縫內(nèi)填充所述導(dǎo)電粉末。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊接裝置,其特征在于,所述噴涂模塊包括: 超音速?lài)娡繃娮?,與所述焊接主機(jī)連接,所述超音速?lài)娡繃娮煸O(shè)置在所述碾壓輥遠(yuǎn)離所述攪拌頭的一側(cè)。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置,其特征在于,所述工作臺(tái)包括: 絕緣板,用于放置所述金屬板; 夾具,設(shè)置在所述絕緣板上,用于固定所述金屬板。 8.應(yīng)用于權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的多孔金屬的焊接裝置的使用方法,其特征在于,所述方法包括: 將兩個(gè)待焊接的金屬板對(duì)接后固定在所述工作臺(tái)上,并預(yù)留焊縫; 向所述焊縫內(nèi)填充所述導(dǎo)電粉末; 控制所述碾壓模塊碾壓所述導(dǎo)電粉末,同時(shí)控制所述焊接模塊進(jìn)行攪拌摩擦焊接。

      說(shuō)明書(shū)

      多孔金屬的焊接裝置及其使用方法

      技術(shù)領(lǐng)域

      本發(fā)明涉及一種多孔金屬的焊接裝置及其使用方法,屬于攪拌摩擦焊接技術(shù)領(lǐng)域。

      背景技術(shù)

      高熔點(diǎn)多孔泡沫金屬材料是一種新型的功能材料。由于多孔泡沫金屬具有特殊的立體三維結(jié)構(gòu),所以多孔泡沫金屬具有緩沖減震、電磁屏蔽、隔音降噪和保溫隔熱等特點(diǎn)。多孔泡沫金屬的通孔率可達(dá)98%以上,幾乎為全通透結(jié)構(gòu),具有壓降小、流量大和通透性能佳等特點(diǎn),是理想的過(guò)濾材料。多孔泡沫金屬中細(xì)小的孔道對(duì)流體相中的固體雜質(zhì)起到了捕集阻流的作用,能夠去除流體相中的雜志固體顆粒,進(jìn)而達(dá)到分離和凈化的作用。隨著多孔泡沫金屬的發(fā)展,尤其是其在分離過(guò)濾領(lǐng)域應(yīng)用的深入,泡沫金屬的連接問(wèn)題已經(jīng)成為了泡沫金屬發(fā)展的瓶頸問(wèn)題之一。

      攪拌摩擦焊接是一種固態(tài)塑性流動(dòng)焊接技術(shù)。目前,攪拌摩擦焊接技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鋁合金、鎂合金等低熔點(diǎn)金屬材料的連接;也能夠?qū)崿F(xiàn)鈦合金、碳鋼、高溫合金等高熔點(diǎn)金屬材料的連接。但是由于高熔點(diǎn)金屬材料的熔點(diǎn)高,要實(shí)現(xiàn)攪拌摩擦塑性流動(dòng)需要的溫度就高,這會(huì)導(dǎo)致下述缺陷:一方面難以實(shí)現(xiàn)對(duì)高熔點(diǎn)金屬材料的高質(zhì)量連接;另一方面,高熔點(diǎn)金屬材料的攪拌摩擦焊接對(duì)焊接工具的性能要求更高,其中焊接工具為攪拌頭,高溫焊接條件下會(huì)加速攪拌頭的磨損,縮短攪拌頭的使用壽命。

      發(fā)明內(nèi)容

      本發(fā)明提供了一種多孔金屬的焊接裝置及其使用方法,能夠提高對(duì)多孔金屬材料的焊接質(zhì)量。

      本發(fā)明提供了一種多孔金屬的焊接裝置,包括:

      工作臺(tái),用于固定待焊接的金屬板;所述金屬板上留有焊縫,所述焊縫內(nèi)填充有導(dǎo)電粉末;

      碾壓模塊,設(shè)置在所述工作臺(tái)上方,用于對(duì)所述焊縫內(nèi)的導(dǎo)電粉末進(jìn)行碾壓;

      焊接模塊,設(shè)置在所述工作臺(tái)上方,用于在碾壓后對(duì)所述焊縫進(jìn)行攪拌摩擦焊接;

      供電模塊,用于向所述焊縫內(nèi)的導(dǎo)電粉末提供電流。

      可選的,所述供電模塊包括電源;

      所述電源與所述焊接模塊和所述碾壓模塊電連接;

      所述電源、所述焊接模塊、所述碾壓模塊、以及所述焊接模塊和所述碾壓模塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      可選的,所述供電模塊包括電源和第一導(dǎo)電塊,所述第一導(dǎo)電塊設(shè)置在所述焊縫一端;

      所述電源與所述第一導(dǎo)電塊和所述焊接模塊電連接;

      所述電源、所述第一導(dǎo)電塊、所述焊接模塊、以及所述第一導(dǎo)電塊和所述焊接模塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      可選的,所述供電模塊包括電源和第二導(dǎo)電塊,所述第二導(dǎo)電塊為兩個(gè),且設(shè)置在所述焊縫兩端;

      所述電源與兩個(gè)所述第二導(dǎo)電塊電連接;

      兩個(gè)所述第二導(dǎo)電塊、以及兩個(gè)所述第二導(dǎo)電塊之間的所述導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      可選的,所述焊接模塊包括:

      焊接主機(jī),用于沿所述焊縫運(yùn)動(dòng);

      攪拌頭,與所述焊接主機(jī)連接,用于在所述焊接主機(jī)的帶動(dòng)下沿所述焊縫進(jìn)行攪拌摩擦焊接。

      可選的,所述碾壓模塊包括:

      碾壓輥,與所述焊接主機(jī)連接,用于在所述焊接主機(jī)的帶動(dòng)下沿所述焊縫碾壓所述導(dǎo)電粉末。

      可選的,所述焊接裝置還包括:

      噴涂模塊,用于向所述焊縫內(nèi)填充所述導(dǎo)電粉末。

      可選的,所述噴涂模塊包括:

      超音速?lài)娡繃娮?,與所述焊接主機(jī)連接,所述超音速?lài)娡繃娮煸O(shè)置在所述碾壓輥遠(yuǎn)離所述攪拌頭的一側(cè)。

      可選的,所述工作臺(tái)包括:

      絕緣板,用于放置所述金屬板;

      夾具,設(shè)置在所述絕緣板上,用于固定所述金屬板。

      本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于上述任一項(xiàng)所述的多孔金屬的焊接裝置的使用方法,所述方法包括:

      將兩個(gè)待焊接的金屬板對(duì)接后固定在所述工作臺(tái)上,并預(yù)留焊縫;

      向所述焊縫內(nèi)填充所述導(dǎo)電粉末;

      控制所述碾壓模塊碾壓所述導(dǎo)電粉末,同時(shí)控制所述焊接模塊進(jìn)行攪拌摩擦焊接。

      本發(fā)明能產(chǎn)生的有益效果包括:

      本發(fā)明的多孔金屬的焊接裝置在使用時(shí),先將導(dǎo)電粉末填充到焊縫內(nèi),之后通過(guò)碾壓模塊對(duì)焊縫內(nèi)的導(dǎo)電粉末進(jìn)行碾壓,最后通過(guò)供電模塊向?qū)щ姺勰┨峁╇娏?,并通過(guò)焊接裝置進(jìn)行攪拌摩擦焊接;供電模塊通電產(chǎn)生的電流在焊縫處自阻發(fā)熱,與焊接裝置在攪拌摩擦焊接時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱共同對(duì)焊縫處材料和導(dǎo)電粉末進(jìn)行加熱,提高了焊縫處材料的流動(dòng)性,且金屬板的碾壓后焊縫部分的致密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未碾壓部分,因此碾壓后焊縫部分的電阻會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未碾壓部分的電阻,從而導(dǎo)致電流主要沿碾壓后焊縫部分進(jìn)行傳導(dǎo),即確保電能集中作用于焊縫位置,大大提高了電流的能量利用率和整體焊接裝置的安全性能,從而提高對(duì)多孔金屬材料的焊接質(zhì)量。

      本發(fā)明的焊接裝置在使用時(shí),導(dǎo)電粉末與金屬板在攪拌頭攪拌摩擦下進(jìn)行焊接,即在高溫高壓環(huán)境下發(fā)生合金化反應(yīng);一方面,供電模塊通入的電流能夠促進(jìn)該合金化反應(yīng)的進(jìn)行,從而能夠快速形成合金化合物,促進(jìn)焊接時(shí)焊縫的融合;另一方面,也能減少攪拌頭的磨損,提高攪拌頭的壽命。

      本發(fā)明的焊接裝置的碾壓輥對(duì)導(dǎo)電粉末進(jìn)行滾動(dòng)碾壓,能夠?qū)?dǎo)電粉末碾壓密實(shí)。

      本發(fā)明的焊接裝置在電源與攪拌頭和碾壓輥連接時(shí),電流主要在攪拌頭與碾壓輥之間的傳導(dǎo),當(dāng)通過(guò)焊接主機(jī)同時(shí)控制攪拌頭和碾壓輥運(yùn)動(dòng)時(shí),電流的傳導(dǎo)區(qū)域在整個(gè)焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)發(fā)生變化,且通電的焊縫長(zhǎng)度始終保持不變,進(jìn)一步提高了電流的發(fā)熱效率。

      本發(fā)明的焊接裝置在使用時(shí),電流流經(jīng)的區(qū)域包括焊縫未焊接的區(qū)域和正在攪拌摩擦焊接的區(qū)域,電流除進(jìn)行加熱外,還對(duì)焊前材料進(jìn)行預(yù)處理;同時(shí),攪拌摩擦焊接過(guò)程是金屬材料發(fā)生劇烈塑性變形的過(guò)程,同時(shí)施加脈沖電流能有效促進(jìn)焊接過(guò)程中的合金化反應(yīng)、促進(jìn)金屬材料發(fā)生再結(jié)晶,以細(xì)化晶粒,從而提高焊縫的綜合力學(xué)性能,保證多孔金屬的焊接質(zhì)量。

      本發(fā)明的焊接裝置通過(guò)超音速?lài)娡繃娮鞂?dǎo)電粉末均勻的填充到焊縫內(nèi)部和/或焊縫兩側(cè)的多孔的金屬板內(nèi),由于導(dǎo)電粉末尺寸小于多孔的金屬板的孔隙,在超音速?lài)娡肯拢瑢?dǎo)電粉末與多孔的金屬板撞擊,使得一部分導(dǎo)電粉末由孔隙進(jìn)入多孔的金屬板和焊縫內(nèi)部,另一部分均勻沉積于多孔的金屬板表面,提高導(dǎo)電粉末與多孔的金屬板的牢固性,以及導(dǎo)電粉末在多孔的金屬板內(nèi)分布的均勻性,從而有利于攪拌摩擦焊接過(guò)程中導(dǎo)電粉末與金屬板之間的冶金反應(yīng)和溫度帆布的均勻性,有利于攪拌摩擦焊接過(guò)程中金屬板與導(dǎo)電粉末的融合,也能提高焊接后焊縫的均勻性。

      本發(fā)明的焊接裝置的超音速?lài)娡繃娮靽娡康臍饬魇菬釟饬?,通常噴涂的氣流的溫度?00℃以上,噴涂過(guò)程也可以提高焊縫處的溫度,從而實(shí)現(xiàn)噴涂氣體加熱、電流加熱和攪拌摩擦加熱三者協(xié)同加熱,提高焊接時(shí)焊縫處的溫度,減少攪拌頭對(duì)攪拌摩擦過(guò)程中摩擦熱的需求,降低了對(duì)攪拌頭性能的要求,減少了攪拌頭的磨損與氧化,從而提高了攪拌頭的使用壽命。

      附圖說(shuō)明

      圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多孔金屬的焊接裝置沿焊縫方向的截面圖;

      圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多孔金屬的焊接裝置沿焊接方向的正視圖;

      圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多孔金屬的焊接裝置的使用方法的方法流程圖。

      部件和附圖標(biāo)記列表:

      1、金屬板;2、焊縫;3、電源;4、攪拌頭;5、碾壓輥;6、超音速?lài)娡繃娮欤?、絕緣板。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明,但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

      本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多孔金屬的焊接裝置,如圖1、圖2所示,多孔金屬的焊接裝置包括:

      工作臺(tái),用于固定待焊接的金屬板1;金屬板1上留有焊縫2,焊縫2內(nèi)填充有導(dǎo)電粉末;

      碾壓模塊,設(shè)置在工作臺(tái)上方,用于對(duì)焊縫2內(nèi)的導(dǎo)電粉末進(jìn)行碾壓;

      焊接模塊,設(shè)置在工作臺(tái)上方,用于在碾壓后對(duì)焊縫2進(jìn)行攪拌摩擦焊接;

      供電模塊,用于向焊縫2內(nèi)的導(dǎo)電粉末提供電流。

      圖1中絕緣板7下方的箭頭方向?yàn)楸景l(fā)明的多孔金屬的焊接裝置的焊接方向,如圖1、圖2所示,本發(fā)明的多孔金屬的焊接裝置在使用時(shí),先將導(dǎo)電粉末填充到焊縫2內(nèi),之后通過(guò)碾壓模塊對(duì)焊縫2內(nèi)的導(dǎo)電粉末進(jìn)行碾壓,最后,通過(guò)供電模塊向?qū)щ姺勰┨峁╇娏?,并通過(guò)焊接裝置進(jìn)行攪拌摩擦焊接;供電模塊通電產(chǎn)生的電流在焊縫2處自阻發(fā)熱,與焊接裝置在攪拌摩擦焊接時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱共同對(duì)焊縫2處材料和導(dǎo)電粉末進(jìn)行加熱。

      其中,導(dǎo)電粉末可以是金屬導(dǎo)電粉末,也可以是非金屬導(dǎo)電粉末。

      具體的,金屬導(dǎo)電粉末為顆粒度在50目~500目且純度大于70%的銅粉、顆粒度為100目~600目的待焊接的金屬板1的母材粉體和顆粒度為200目~500目的不銹鋼粉中的一種。

      非金屬導(dǎo)電粉末為石墨烯粉、石墨粉和碳納米管粉體中的一種。使用非金屬粉末還能在攪拌摩擦和電流的作用下形成新型復(fù)合材料。

      例如:在焊接泡沫鋁、泡沫鈦、泡沫銅等多孔金屬材料時(shí),使用石墨烯粉、石墨粉和碳納米管粉體中的一種作為導(dǎo)電粉末對(duì)焊縫進(jìn)行填充,會(huì)形成金屬/碳復(fù)合材料(如:銅/石墨烯復(fù)合材料)或形成金屬與非金屬的化合物,在電流和攪拌摩擦形成的高溫高壓的環(huán)境下,這一反應(yīng)會(huì)加劇。

      進(jìn)一步的,導(dǎo)電粉末可以通過(guò)拋灑、噴涂、電鍍或化學(xué)鍍等方式附著在焊縫2內(nèi)、以及多孔泡沫金屬板表面和內(nèi)部孔隙內(nèi)。

      進(jìn)一步的,工作臺(tái)包括絕緣板7和夾具。待焊接的金屬板1為多孔的金屬板1,本實(shí)施例中為多孔泡沫金屬板。

      待焊接的多孔泡沫金屬板放置在絕緣板7上,夾具安裝在絕緣板7上,用于對(duì)放置在絕緣板7上的多孔泡沫金屬板進(jìn)行固定,保證焊接過(guò)程中多孔泡沫金屬板不會(huì)移動(dòng);本實(shí)施例對(duì)絕緣板7及夾具的材料與形狀均不作限定。

      進(jìn)一步的,焊接模塊包括焊接主機(jī)和攪拌頭4。其中,焊接主機(jī)沿焊縫2運(yùn)動(dòng);攪拌頭4與焊接主機(jī)連接,用于在焊接主機(jī)的帶動(dòng)下沿焊縫2進(jìn)行攪拌摩擦焊接。

      進(jìn)一步的,碾壓模塊包括碾壓輥5。其中,碾壓輥5與焊接主機(jī)連接,用于在焊接主機(jī)的帶動(dòng)下沿焊縫2碾壓導(dǎo)電粉末。通過(guò)碾壓輥5對(duì)導(dǎo)電粉末進(jìn)行滾動(dòng)碾壓,能夠?qū)?dǎo)電粉末碾壓密實(shí)。

      本發(fā)明實(shí)施例中,碾壓模塊還可以為碾壓板、碾壓輪等可以將導(dǎo)電粉末碾壓致密的結(jié)構(gòu)。

      進(jìn)一步的,焊接裝置還包括噴涂模塊。其中,噴涂模塊用于向焊縫2內(nèi)填充導(dǎo)電粉末。

      本發(fā)明實(shí)施例中,噴涂模塊可以為噴涂噴嘴、電鍍?cè)O(shè)備等可以填充或拋灑導(dǎo)電粉末的裝置。

      優(yōu)選的,噴涂模塊包括超音速?lài)娡繃娮?,超音速?lài)娡繃娮?與焊接主機(jī)連接,且超音速?lài)娡繃娮?設(shè)置在碾壓輥5遠(yuǎn)離攪拌頭4的一側(cè)。

      本實(shí)施例中,為了保證電流安全性,超音速?lài)娡繃娮?、碾壓輥5和攪拌頭4均與焊接主機(jī)絕緣且固定連接;在整個(gè)焊接裝置的使用過(guò)程中,超音速?lài)娡繃娮?、碾壓輥5和攪拌頭4三者的位置保持固定。

      本發(fā)明其中一實(shí)施例中,供電模塊包括電源3;

      電源3與焊接模塊和碾壓模塊電連接;

      電源3、焊接模塊、碾壓模塊、以及焊接模塊和碾壓模塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      具體的,電源3一端與攪拌頭4電連接,另一端與碾壓輥5電連接。電源3、碾壓輥5、攪拌頭4、以及碾壓輥5與攪拌頭4之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      使得電流主要在攪拌頭4與碾壓輥5之間的傳導(dǎo),當(dāng)通過(guò)焊接主機(jī)同時(shí)控制攪拌頭4和碾壓輥5運(yùn)動(dòng)時(shí),電流的傳導(dǎo)區(qū)域在整個(gè)焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)發(fā)生變化,且通電的焊縫2長(zhǎng)度始終保持不變,進(jìn)一步提高了電流的發(fā)熱效率。

      本發(fā)明另一實(shí)施例中,供電模塊包括電源3和第一導(dǎo)電塊,第一導(dǎo)電塊設(shè)置在焊縫2一端;

      電源3與第一導(dǎo)電塊和焊接模塊電連接;

      電源3、第一導(dǎo)電塊、焊接模塊、以及第一導(dǎo)電塊和焊接模塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      具體的,電源3一端與第一導(dǎo)電塊電連接,另一端與攪拌頭4電連接。在電源3、第一導(dǎo)電塊、攪拌頭4、以及第一導(dǎo)電塊和攪拌頭4之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      本發(fā)明另一實(shí)施例中,供電模塊包括電源3和第二導(dǎo)電塊,第二導(dǎo)電塊為兩個(gè),且設(shè)置在焊縫2兩端;

      電源3與兩個(gè)第二導(dǎo)電塊電連接;

      兩個(gè)第二導(dǎo)電塊、以及兩個(gè)第二導(dǎo)電塊之間的導(dǎo)電粉末之間形成導(dǎo)電回路。

      本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于上述任一項(xiàng)的多孔金屬的焊接裝置的使用方法,如圖1、圖3所示,所述方法包括:

      S1、將兩個(gè)待焊接的金屬板1對(duì)接后固定在工作臺(tái)上,并預(yù)留焊縫2;

      S2、向焊縫2內(nèi)填充導(dǎo)電粉末;

      S3、控制碾壓模塊碾壓導(dǎo)電粉末,同時(shí)控制焊接模塊進(jìn)行攪拌摩擦焊接。

      本實(shí)施例中,所述方法具體為:

      將兩個(gè)待焊接的多孔金屬泡沫板對(duì)接后放置在絕緣板7上,并通過(guò)夾具對(duì)對(duì)接后的多孔金屬泡沫板進(jìn)行固定;兩個(gè)待焊接的多孔金屬泡沫板對(duì)接后會(huì)形成焊縫2。

      接通電源3,之后控制焊接主機(jī)沿焊縫2運(yùn)動(dòng),通過(guò)焊接主機(jī)帶動(dòng)超音速?lài)娡繃娮?、碾壓輥5和攪拌頭4沿焊縫2運(yùn)動(dòng)。以控制超音速?lài)娡繃娮?向焊縫2及焊縫2兩側(cè)的多孔金屬泡沫板表面噴涂導(dǎo)電粉末;同時(shí),控制碾壓輥5對(duì)噴涂導(dǎo)電粉末后的焊縫2進(jìn)行碾壓,控制攪拌頭4進(jìn)行攪拌摩擦焊接。

      本發(fā)明的多孔金屬的焊接裝置能夠提高焊縫2處材料的流動(dòng)性,且金屬板1的碾壓后焊縫2部分的致密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未碾壓部分,因此碾壓后焊縫2部分的電阻會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未碾壓部分的電阻,從而導(dǎo)致電流主要沿碾壓后焊縫2部分進(jìn)行傳導(dǎo),即確保電能集中作用于焊縫2位置,大大提高了電流的能量利用率和整體焊接裝置的安全性能。例如:當(dāng)多孔泡沫金屬板為泡沫鎳板、填充的導(dǎo)電粉末為銅粉時(shí),在攪拌摩擦過(guò)程中會(huì)形成銅鎳合金,而電流能夠加快這一合金化反應(yīng)過(guò)程,因?yàn)樵阢~和鎳的結(jié)合界面處的電流焦耳熱效應(yīng)要高于單質(zhì)金屬內(nèi)部,其瞬間產(chǎn)生的高溫會(huì)加速合金反應(yīng)。

      本發(fā)明的焊接裝置在使用時(shí),導(dǎo)電粉末與金屬板1在攪拌頭4攪拌摩擦下進(jìn)行焊接,即在高溫高壓環(huán)境下發(fā)生合金化反應(yīng);一方面,供電模塊通入的電流能夠促進(jìn)該合金化反應(yīng)的進(jìn)行,從而能夠快速形成合金化合物,促進(jìn)焊接時(shí)焊縫2的融合;另一方面,也能減少攪拌頭4的磨損,提高攪拌頭4的壽命。

      本發(fā)明的焊接裝置的碾壓輥5對(duì)導(dǎo)電粉末進(jìn)行滾動(dòng)碾壓,能夠?qū)?dǎo)電粉末碾壓密實(shí)。

      本發(fā)明的焊接裝置在電源3與攪拌頭4和碾壓輥5連接時(shí),電流主要在攪拌頭4與碾壓輥5之間的傳導(dǎo),當(dāng)通過(guò)焊接主機(jī)同時(shí)控制攪拌頭4和碾壓輥5運(yùn)動(dòng)時(shí),電流的傳導(dǎo)區(qū)域在整個(gè)焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)發(fā)生變化,且通電的焊縫2長(zhǎng)度始終保持不變,進(jìn)一步提高了電流的發(fā)熱效率。

      本發(fā)明的焊接裝置在使用時(shí),電流流經(jīng)的區(qū)域包括焊縫2未焊接的區(qū)域和正在攪拌摩擦焊接的區(qū)域,電流除進(jìn)行加熱外,還對(duì)焊前材料進(jìn)行預(yù)處理;同時(shí),攪拌摩擦焊接過(guò)程是金屬材料發(fā)生劇烈塑性變形的過(guò)程,同時(shí)施加脈沖電流能有效促進(jìn)焊接過(guò)程中的合金化反應(yīng)、促進(jìn)金屬材料發(fā)生再結(jié)晶,以細(xì)化晶粒,從而提高焊縫2的綜合力學(xué)性能,保證多孔金屬的焊接質(zhì)量。

      本發(fā)明的焊接裝置通過(guò)超音速?lài)娡繃娮?將導(dǎo)電粉末均勻的填充到焊縫2內(nèi)部和/或焊縫2兩側(cè)的多孔的金屬板1內(nèi),由于導(dǎo)電粉末尺寸小于多孔的金屬板1的孔隙,在超音速?lài)娡肯?,?dǎo)電粉末與多孔的金屬板1撞擊,使得一部分導(dǎo)電粉末由孔隙進(jìn)入多孔的金屬板1和焊縫2內(nèi)部,另一部分均勻沉積于多孔的金屬板1表面,提高導(dǎo)電粉末與多孔的金屬板1的牢固性,以及導(dǎo)電粉末在多孔的金屬板1內(nèi)分布的均勻性,從而有利于攪拌摩擦焊接過(guò)程中導(dǎo)電粉末與金屬板1之間的冶金反應(yīng)和溫度帆布的均勻性,有利于攪拌摩擦焊接過(guò)程中金屬板1與導(dǎo)電粉末的融合,也能提高焊接后焊縫2的均勻性。

      本發(fā)明的焊接裝置的超音速?lài)娡繃娮?噴涂的氣流是熱氣流,通常噴涂的氣流的溫度在300℃以上,噴涂過(guò)程也可以提高焊縫2處的溫度,從而實(shí)現(xiàn)噴涂氣體加熱、電流加熱和攪拌摩擦加熱三者協(xié)同加熱,提高焊接時(shí)焊縫2處的溫度,減少攪拌頭4對(duì)攪拌摩擦過(guò)程中摩擦熱的需求,降低了對(duì)攪拌頭4性能的要求,減少了攪拌頭4的磨損與氧化,從而提高了攪拌頭4的使用壽命。

      以上,僅是本申請(qǐng)的幾個(gè)實(shí)施例,并非對(duì)本申請(qǐng)做任何形式的限制,雖然本申請(qǐng)以較佳實(shí)施例揭示如上,然而并非用以限制本申請(qǐng),任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案的范圍內(nèi),利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動(dòng)或修飾均等同于等效實(shí)施案例,均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。

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