專利名稱：一種銅鋼雙金屬管端頭結構及其密封焊接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙金屬管端頭的密封焊接技術，尤其是一種銅鋼雙金屬管端頭結構及其密封焊接方法。
背景技術：
銅鋼雙金屬管是一種復合管，它既有外層鋼管的高強度和廉價性，又有內層銅管的耐腐蝕性和優(yōu)秀的導熱導電性，比如用做自來水管、熱水交換器管都是非常合適的。雖然從材料的焊接性角度來看，鋼和銅之間不是不可以焊接的，但是可焊性很差， 要想得到可靠的焊接接頭，經常需要使用特殊的焊接方法或焊接材料才能實現。中國專利ZL200710156981. 9公開了一種“用于銅鐵互焊的氣體保護焊焊絲”，提出目前銅和鐵兩種材料的互相焊接，只能通過釬焊、錫焊方式進行，并公開了一種用于銅鐵互焊的氣體保護焊焊絲，其技術方案是，將鐵、銅、銀放入坩堝隔絕空氣進行冶煉，鐵、銅、銀的質量比為鐵20% -30%、銅60% -80%、銀0-10%，制成合金后，再制成管，并在內芯填充硼砂，最后拉制成條狀。中國專利ZL 200810028280. 1公開了一種薄壁不銹鋼管與銅管件焊接方法，其工藝步驟為(1)清洗薄壁不銹鋼管與銅管件的連接部，將銀焊膏涂在已清潔干凈的薄壁不銹鋼管與銅管件的連接部；(2)將薄壁不銹鋼管連接部插入銅管件連接部，對銅管件外壁進行加熱；(3)當銅管件與薄壁不銹鋼管連接部被間接加熱到750-860°C溫度范圍內時，沿薄壁不銹鋼管與銅管件相接外露處放置銀焊條，利用銅管件所貯存的熱量去熔融銀焊條， 冷卻后即完成薄壁不銹鋼管與銅管件的焊接連接。上述兩種方法都使用含銀釬料的釬焊方法，缺點是成本較高，消耗貴重金屬銀。除此之外，近年來還提出了熱軋、內壓擴散等銅、鋼復合技術。中國專利ZL 200310112224. 3公開了一種釬焊熱軋制造鋼管與銅管等組成的復層金屬管，其技術方案是基層管包括碳素鋼管和合金鋼管，復層金屬管包括不銹鋼管、銅管或鈦管，將基層管與復層管套裝成雙層管，放入釬料，兩端周邊封焊，釬焊熱軋。應用這一技術需要進行兩端周邊焊封，但該項專利技術并沒有提出周邊封焊技術。中國專利ZL 02109254. 0公開了一種內覆銅復合鋼管的專利技術，其技術方案包括如下步驟對內、外管進行表面處理；將內管裝入外管，內、外管過盈配合形成復合管坯； 在復合管坯的兩端頭將空氣、液體密封在內管內，并密封內、外管間縫；加熱擴散退火。應用這一技術時也需要對銅鋼復合管端頭環(huán)縫焊接密封，密封內、外管間縫，但該項專利技術也沒有提出端頭周邊封焊技術。由于銅鋼之間可焊性很差，焊縫容易出現裂紋，導致密封不可靠，而上述技術均沒有解決銅鋼雙金屬管端頭結構的可靠密封焊接問題。

發(fā)明內容
為解決現有技術存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種工藝簡單、密封可靠且成本低廉的銅鋼雙金屬管端頭結構及其密封焊接方法。為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種銅鋼雙金屬管端頭結構，包括銅管和鋼管，所述的銅管和鋼管之間在端頭結合處通過擴散焊接結合層連接。一種銅鋼雙金屬管端頭結構的密封焊接方法，包括以下步驟A、將銅管和鋼管端頭的待結合面清洗干凈，以銅管為內管、鋼管為外管，用機械變形的方法使銅管和鋼管待結合面預先貼合在一起；B、將脹形塞壓入銅管端頭內孔，使銅管和鋼管端頭擴徑變形，內管和外管之間保持過盈配合；C、將經過上述處理的銅管和鋼管端頭的待結合面放入充有保護氣體的擴散退火爐中加熱、保溫，使銅和鋼的原子在過盈變形力和溫度的共同作用下發(fā)生相互擴散；D、保溫結束后，出爐空冷，退出脹形塞，銅管和鋼管端頭的結合面便得到優(yōu)質的擴散焊接結合層。與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明不需要使用昂貴的含銀焊接材料和復雜的焊接工藝，只是利用簡單的塑性變形和脹形塞，與現有技術比，工藝簡單，成本低廉。2、由于本發(fā)明將銅管和鋼管端頭的待結合面放入充有保護氣體的擴散退火爐中加熱、保溫，使銅和鋼的原子在過盈變形力和溫度的共同作用下發(fā)生相互擴散，從而實現了銅鋼之間的可靠焊接密封，端縫不會產生裂紋。


本發(fā)明共有附圖2張，其中圖1為鋼管內覆銅管的橫截面示意圖。圖2為鋼管內覆銅管端頭壓入脹形塞后、經過擴散退火得到優(yōu)質擴散焊接結合層的橫截面示意圖。圖中，1、銅管；2、鋼管；3、脹形塞；4、擴散焊接結合層。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1-2所示，一種銅鋼雙金屬管端頭結構，包括銅管1和鋼管2，所述的銅管1和鋼管2之間在端頭結合處通過擴散焊接結合層4連接。一種銅鋼雙金屬管端頭結構的密封焊接方法，包括以下步驟A、將銅管1和鋼管2端頭的待結合面清洗干凈，以銅管1為內管、鋼管2為外管， 用機械變形的方法使銅管1和鋼管2待結合面預先貼合在一起；B、將脹形塞3壓入銅管1端頭內孔，使銅管1和鋼管2端頭擴徑變形，內管和外管之間保持過盈配合；C、將經過上述處理的銅管1和鋼管2端頭的待結合面放入充有保護氣體的擴散退火爐中加熱、保溫，使銅和鋼的原子在過盈變形力和溫度的共同作用下發(fā)生相互擴散；
D、保溫結束后，出爐空冷，退出脹形塞3，銅管1和鋼管2端頭的結合面便得到優(yōu)質的擴散焊接結合層4。
權利要求
1.一種銅鋼雙金屬管端頭結構，包括銅管(1)和鋼管O)，其特征在于所述的銅管 (1)和鋼管(2)之間在端頭結合處通過擴散焊接結合層(4)連接。
2.一種銅鋼雙金屬管端頭結構的密封焊接方法，其特征在于包括以下步驟A、將銅管(1)和鋼管(2)端頭的待結合面清洗干凈，以銅管(1)為內管、鋼管(2)為外管，用機械變形的方法使銅管(1)和鋼管( 待結合面預先貼合在一起；B、將脹形塞C3)壓入銅管(1)端頭內孔，使銅管(1)和鋼管( 端頭擴徑變形，內管和外管之間保持過盈配合；C、將經過上述處理的銅管(1)和鋼管( 端頭的待結合面放入充有保護氣體的擴散退火爐中加熱、保溫，使銅和鋼的原子在過盈變形力和溫度的共同作用下發(fā)生相互擴散；D、保溫結束后，出爐空冷，退出脹形塞(3)，銅管(1)和鋼管(2)端頭的結合面便得到優(yōu)質的擴散焊接結合層G)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅鋼雙金屬管端頭結構及其密封焊接方法，所述的端頭結構包括銅管和鋼管，所述的銅管和鋼管之間在端頭結合處通過擴散焊接結合層連接。所述的密封焊接方法，包括以下步驟將銅管和鋼管端頭的待結合面清洗干凈，并使其結合面預先貼合在一起；將脹形塞壓入銅管端頭內孔；放入充有保護氣體的擴散退火爐中加熱、保溫，使銅和鋼的原子在過盈變形力和溫度的共同作用下發(fā)生相互擴散；出爐空冷，退出脹形塞。由于本發(fā)明不需要使用昂貴的含銀焊接材料和復雜的焊接工藝，只是利用簡單的塑性變形和膨脹塞，與現有技術比，工藝簡單，成本低廉，并實現了銅鋼之間的可靠焊接密封，端縫不會產生裂紋。
文檔編號B23K20/14GK102155592SQ20111009832
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者劉世永, 高玉周 申請人:大連海事大學