[发明专利]一种真空导磁式铝钢异种金属连接装置

说明书

本申请提供一种真空导磁式铝钢异种金属连接装置，包括真空室、电极、线圈和压力装置；真空室内设有用于放置待连接铝块和钢块的加热平台；压力装置穿过真空室，位于待连接的铝块和钢块的上方；电极位于加热平台上，与待连接铝块或钢块紧密接触；压力装置、电极分别与真空室外部的直流电源连接；线圈为两个，对称分布在待连接铝块和钢块的两侧，与真空室外部的磁控电源连接，线圈在同一水平面上的极性相反。优点在于，该方法通过在小型直流焊接电源提供微小电流，在未达到铝钢熔点前提下熔化工件内侧放置的低温钎料，抑制Fe‑Al金属间化合物的生成，提高焊接接头的力学性能。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种真空导磁式铝钢异种金属连接方法。

背景技术

铝及铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性、导电导热等一系列优点，是目前应用最为广泛的轻金属之一，而钢是一种塑韧性较好、强度高的金属，在制造业中应用较为普遍。随着全球环境的恶化以及能源供应的日趋严峻，绿色环保和节约能源越来越受到世界各国的重视，而铝/钢结构及其复合接头兼具两种材料比强度高、质量轻、导热导电好等优点，可被广泛应用在汽车、核电、船舶、航空航天等工业领域。自20世界60年代开始，国外学者对铝、钢之间的连接进行了系统的研究，涉及多学科领域中的各种方法，根据焊接工艺特征主要分为熔焊、压焊和钎焊三种方法。然而由于铝、钢材料的物理性能差异较大且两者间固溶度较低，焊接过程中易形成Fe-Al脆性金属间化合物，造成接头性能恶化。压力焊和钎焊方法由于基体材料在焊接过程中保持固态，同时焊接热输入可以精确控制，因此接头性能一般不受限于金属间化合物的厚度，较为适用于铝钢材料的连接，但整套的压力焊和钎焊设备极其昂贵，这限制其在实际生产中的应用。熔焊方法成本相对较为低廉，但焊接过程中因温度过高不可避免的形成金属间化合物。近年来应用的熔钎焊方法虽已经取得了相对较好的焊接效果，但由于接头采用镀锌处理或者其他中间层抑制金属间化合物的生成，因此接头焊后耐蚀性较差，在特殊应用方面受到限制。因此，为抑制Fe-Al金属间化合物生成，降低焊接成本，提出一种真空导磁式铝钢异种金属连接方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种真空导磁式铝钢异种金属连接方法，该方法通过在小型直流电源提供微小电流，在未达到铝-钢熔点前提下熔化工件内侧放置的低温钎料，抑制Fe-Al金属间化合物的生成，提高焊接接头的力学性能。技术方案为，

一种真空导磁式铝钢异种金属连接装置，包括真空室、电极、线圈和压力装置；真空室内设有用于放置待连接铝块和钢块的加热平台；压力装置穿过真空室，位于待连接的铝块和钢块的上方；电极位于加热平台上，与待连接铝块或钢块紧密接触；压力装置、电极分别与真空室外部的直流电源连接；线圈为两个，对称分布在待连接铝块和钢块的两侧，与真空室外部的磁控电源连接，线圈在同一水平面上的极性相反。

线圈缠绕在L形导磁体上，通过夹具固定在所述真空室内，导磁体的底部位于铝块和钢块接触面的两侧。

压紧装置包括压头，压头为导电材质，位于真空室内。

真空室与压力装置之间设有密封转换装置；密封转换装置包括T形块，T形块设有通孔，通孔中设有环形密封垫；压力装置通过T形块作用于待连接铝块或钢块上。

真空室上设有电路连接装置，真空室内的线圈和电极、压头通过电路连接装置分别与外部磁控电源、直流电源连接。

直流电源的电流大小可调范围在0-50A；磁控电源可以为直流电源，也可以是交流电源。

真空室真空度为0-0.1×10^-3pa；加热平台温度为0-300℃。

一种真空导磁式铝钢异种金属连接方法，待连接的铝块和钢块焊接步骤为，

(1)焊接前，待连接的钢块或铝块直接放置在加热平台上；

(2)将钎料放置在待连接的铝块和钢块之间，然后共同放置在加热平台上；