[发明专利]一种高速冲击焊接方法、焊接系统及应用

权利要求书

1.一种高速冲击焊接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取待焊接基件的焊接窗口；

根据焊接窗口在所述基件的待焊接区域加工出波形结构；

将外界场能作用于飞件表面，驱使所述飞件发生形变并与所述基件发生碰撞，在碰撞点处产生射流现象并发生原子间的扩散，实现所述飞件与所述基件的焊接。

2.根据权利要求1所述的一种高速冲击焊接方法，其特征在于，所述外界场能包括电磁能、化学能、高压气体等形式的高能量密度场能。

3.根据权利要求1或2所述的一种高速冲击焊接方法，其特征在于，所述波形结构为三角波形结构、正弦波形结构或多种波形混合结构。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述高速冲击焊接方法的焊接系统，其特征在于，该系统包括：电源控制模块（1）、载荷发生装置（2）、飞件（4）、定位装置（5）、基件（6）和支撑装置（7）；

所述电源控制模块（1）连接于所述载荷发生装置（2）；所述载荷发生装置（2）设置于所述飞件（4）非焊接面的一侧；所述飞件（4）焊接面与所述基件（6）的焊接面相对设置；所述定位装置（5）放置于所述飞件（4）与所述基件（6）之间；所述支撑装置（7）贴合于所述基件（6）的非焊接面；

所述基件（6）的焊接面分布有波形结构（8），所述波形结构（8）包括波形高度（8-1）和波形周期（8-2），所述波形高度（8-1）和波形周期（8-2）用于确定焊接的速度和角度，以使所述基件（6）焊接区域的每一处都处于可焊接状态；

所述电源控制模块（1）用于向所述载荷发生装置（2）通入脉冲电流；所述载荷发生装置（2）用于将电能转换为外界场能并加载于所述飞件（4）的非焊接面；所述飞件（4）用于在所述外界场能的作用下发生形变并与所述基件（6）发生碰撞；所述定位装置（5）用于调节所述飞件（4）与所述基件（6）的距离和角度；所述支撑装置（7）用于固定并支撑所述基件（6）。

5.根据权利要求4所述的一种高速冲击焊接系统，其特征在于，所述载荷发生装置（2）为平板线圈磁体装置，包括平行于所述飞件（4）设置的焊接段（21）和回路段（22），所述焊接段（21）的截面积小于所述回路段（22）的截面积；

所述回路段（22）用于在通过脉冲电流时产生脉冲磁场，并作用在所述飞件（4）的非焊接区域使其产生电磁力驱使所述飞件（4）非焊接区域紧贴所述定位装置（5）；

所述焊接段（21）用于在通过脉冲电流时产生脉冲磁场，并作用在所述飞件（4）的焊接区域使其产生电磁力驱使所述飞件（4）的焊接区域向远离所述焊接段（21）的方向运动，实现与所述基件（6）的焊接。

6.根据权利要求4所述的一种高速冲击焊接系统，其特征在于，所述载荷发生装置（2）为匀压力线圈装置，包括线圈（23）和导电通道（24）；

所述导电通道（24）放置于所述飞件（4）上并与所述飞件（4）构成闭合回路；所述线圈（23）设置于所述导电通道（24）的内部并位于所述飞件（4）焊接区域的上方；

所述线圈（23）用于在通过脉冲电流时产生脉冲磁场；所述闭合回路用于在脉冲磁场的作用下感应出与其相反的涡流，进而产生电磁排斥力驱使所述飞件（4）焊接区域向远离所述线圈（23）的方向运动，从而实现与所述基件（6）的焊接。

7.根据权利要求4所述的一种高速冲击焊接系统，其特征在于，所述载荷发生装置（2）为含能爆炸物装置（25）；

所述含能爆炸物 装置（25）放置于所述飞件（4）的上方，其用于在通入脉冲电流后升温爆炸并产生冲击波，所述冲击波作用于所述飞件（4）焊接区域并驱使所述飞件（4）撞击所述基件（6）实现焊接。

8.根据权利要求7所述的一种高速冲击焊接系统，其特征在于，所述波形结构（8）为三角波形结构、正弦波形结构或多种波形混合结构。

9.根据权利要求4-8任一项所述的高速冲击焊接系统在板件焊接或管件焊接的应用。