[发明专利]一种利用搅拌摩擦焊制备铜弹带的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炮弹制造过程中的弹带制备方法，具体涉及一种利用搅拌摩擦焊制备铜弹带的方法。

背景技术

弹带是炮弹的主要组成部分之一，并广泛应用于各种大小炮弹，主要作用是密闭火药气体、并使炮弹旋转，同时增加射程，提高精度，还能减少膛线的磨损。传统生产弹带的方法是机械嵌合方式，它是通过在弹体上加工出导带凹槽(大口径炮弹是燕尾槽)，并在槽底辊压花纹，使铜合金或纯铁带在强压下与弹体嵌合。这种传统的加工方式不仅花费大量时间，对刀具磨损也比较严重，还增加了炮弹的弹壁，减少装药量，爆炸威力也随之削弱，且容易产生应力集中，发射时弹带容易脱落。机械嵌合的方式制备弹带的方法越来越不能适应未来炮弹的发展需求。与此同时，堆焊方法制备弹带的方法得到了越来越多的重视和应用。但堆焊铜弹带技术也存在比较明显的不足。铜和钢是属于异种金属材料，它们存在着较大的物理、化学性能差异，使得堆焊的可焊性较差；并且，由于堆焊会发生铜和钢金属的熔化，当过量的铁进入铜合金堆焊层时，会在铜合金堆焊层内造成极大的应力集中及严重的渗透裂纹缺陷，使得铜弹带和钢基体的接头强度显著降低；不仅如此，产生的泛铁使弹带硬度急剧升高，炮弹发射时容易划伤膛线，缩短炮膛的使用寿命。

发明内容

本发明为了解决现有堆焊方法制备的铜弹带，铁进入铜合金堆焊层时，会在铜合金堆焊层内造成极大的应力集中及严重的渗透裂纹缺陷，使得铜弹带和钢基体的接头强度显著降低；不仅如此，产生的泛铁使弹带硬度急剧升高，炮弹发射时容易划伤膛线，缩短炮膛使用寿命的问题，而提出一种利用搅拌摩擦焊制备铜弹带的方法。

本发明的目的是提供一种利用搅拌摩擦焊制备铜弹带的新方法，不仅实现铜弹带和炮弹壳体的可靠连接，又能避免堆焊时泛铁使弹带硬度过高损伤膛线的问题。

本发明的一种利用搅拌摩擦焊制备铜弹带的方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、将铜环套在炮弹壳体上，并将铜环移至壳体预定位置A处；

步骤二、利用收带机将铜环沿径向方向压向炮弹壳体，收紧铜环，并用夹具将炮弹壳体装卡在搅拌摩擦焊工作台上，同时将铜环装夹固定在炮弹壳体上；

步骤三、施焊：启动搅拌摩擦焊机，搅拌头压入铜环，炮弹壳体在夹具的带动下沿自身轴线旋转，铜环也随之旋转，搅拌头位置不变，炮弹壳体旋转一周完成焊接；

步骤四、焊接完成后，利用填充式搅拌摩擦焊的方法对匙孔进行补焊，并用车刀对其进行后续的平整加工，至此，完成铜弹带的制备。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明利用搅拌摩擦焊的方法制备铜弹带，实现铜环与炮弹壳体的有效连接，搅拌摩擦焊使得铜环与钢制的壳体实现冶金结合，接头强度高，不易出现炮弹发射过程中出现的弹带脱落的问题。

二、搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，尤其适合焊接铝、铜等有色金属，焊接得到的接头不产生熔焊经常出现的气孔、夹杂和裂纹的缺陷，由于焊接过程中不发生铜和钢的熔化，因此不会发生泛铁和渗透裂纹的现象，既保证了连接强度，又避免泛铁使弹带硬度急剧升高划伤膛线的问题。

三、利用搅拌摩擦焊制备铜弹带的方法综合了传统的机械嵌合方式和堆焊方法制备弹带的优点。

四、利用本发明的方法制备的铜弹带不增加炮弹弹壁厚度，相应的增加了装药量。

附图说明

图1炮弹壳体2上套有铜环1的示意图；

图2搅拌摩擦焊方法焊接铜弹带的示意图；

图3搅拌摩擦焊后机械加工铜弹带的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：

步骤一、将铜环1套在炮弹壳体2上，并将铜环1移至壳体预定位置A处；还可以在炮弹壳体2上的预定位置A处开径向槽，将铜环1定位和固定在径向槽中；

步骤二、利用收带机将铜环1沿径向方向压向炮弹壳体2，收紧铜环1，以便后续的焊接，并用夹具将炮弹壳体2装卡在搅拌摩擦焊工作台上，同时将铜环1装夹固定在炮弹壳体2上；

步骤三、施焊：启动搅拌摩擦焊机，搅拌头3压入铜环1，炮弹壳体2在夹具的带动下沿自身轴线旋转，铜环1也随之旋转，搅拌头3位置不变，炮弹壳体2旋转一周完成焊接；

步骤四、焊接完成后，利用填充式搅拌摩擦焊的方法对匙孔进行补焊，并用车刀4对其进行后续的平整加工，至此，完成铜弹带的制备。填充式搅拌摩擦焊为现有技术。