本發(fā)明屬于自行車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦合金自行車前叉釬焊方法。

背景技術(shù)：

鈦合金由于其質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于運動自行車車架的生產(chǎn)中。但鈦合金自身的成型困難。一般鈦合金的熔點在1500～1700℃之間，比鋼高100～300℃。同時鈦合金在高溫下化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在焊接時需要惰性氣體保護。這不僅使鈦合金零件成型困難，同時也提高了焊接加工的成本。

自行車前叉是固定車架與前輪的支架，其強度與可靠性直接影響自行車的安全使用。運動自行車對車架性能的要求更為苛刻，不僅對極端使用環(huán)境下的強度要求更高，也要求制作前叉的管材截面形狀為流線型，以減小空氣阻力。

由于傳統(tǒng)的電焊工藝需要將焊料與母材同時熔化進行焊接，但是鈦合金自身熔點很高，同時高溫下化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，并不適合采用電焊工藝焊接。目前，在鈦合金運動車前叉的生產(chǎn)過程中急迫需要一種適用于鈦合金材料焊接、能夠滿足截面異形管材間隙、同時還能保證焊接位置強度的焊接方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種鈦合金自行車前叉釬焊方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種鈦合金自行車前叉釬焊方法包括以下步驟，

S1、鈦合金前叉肩采用鈦合金熔模精密鑄造方法制得，首先將蠟制作成前叉肩模型，在其外表裹數(shù)層粘土等耐火材料，加熱使蠟熔化流出，從而得到由耐火材料形成的空模殼，再將鈦合金材料熔化后倒入空模殼中，待鈦合金冷卻后將耐火材料敲碎得到鈦合金前叉肩；

S2、鈦合金前叉管通過鈦合金薄壁圓管素材制得，首先對鈦合金圓管素材管進行真空熱處理消除應(yīng)力，然后把鈦合金圓管錐成合適的直徑，再一次真空熱處理后進而采用液壓成型的辦法逐步做成流線型的鈦合金前叉管；

S3、前叉管件和前叉肩的釬焊連接，包括以下步驟：

S3.1、設(shè)計需要釬焊的零件時，在待焊區(qū)域預(yù)置釬料槽，保證釬料流布整個釬焊區(qū)域；

S3.2、對零件進行除油、清潔；

S3.3、將釬料用粘合劑調(diào)成膏狀置于釬料槽中，將零件裝配入位后，采用氬弧點焊定位保持零件裝配間隙和裝配位置，真空下進行釬焊，保證釬料通過毛細(xì)作用充分潤濕待焊區(qū)域；

S3.4、真空釬焊后保溫。

作為優(yōu)選，釬料采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni；真空釬焊溫度為940±10度，完成后保溫20-30分鐘，降溫至840±10度再保溫30-40分鐘后隨爐冷卻；過程中真空度不大于5×10-2帕斯卡。

本發(fā)明具有如下幾個特點：

1.采用釬焊方法焊接前叉肩與前叉管，彌補了常規(guī)手工氬弧焊的局限性和不足，生產(chǎn)效率提高，降低了焊接成本。

2.釬焊接頭設(shè)計和連接工藝免了焊接區(qū)域應(yīng)力集中，保證了釬焊接頭力學(xué)性能，提高了產(chǎn)品性能和可靠性。

3.鈦合金管材通過液壓法成型，加工流線型截面，外觀設(shè)計新穎美觀，便于自行車異形管材的成產(chǎn)。

附圖說明

圖1是釬焊鈦合金前叉工藝流程圖；

圖2是前叉結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是釬焊區(qū)域示意圖；

圖4是釬焊間隙示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖4所示，本發(fā)明實施例提供一種鈦合金自行車前叉釬焊方法，包括以下步驟：

S1、一般焊接工藝難以加工鈦合金復(fù)雜空腔零件，因此復(fù)雜的鈦合金前叉肩采用鈦合金熔模精密鑄造方法制造。首先將蠟制作成模型，在其外表裹數(shù)層粘土等耐火材料，加熱使蠟熔化流出，從而得到由耐火材料形成的空模殼，再將鈦合金材料熔化后倒入空模殼中，待鈦合金冷卻后將耐火材料敲碎得到鈦合金鑄件。這樣最終生產(chǎn)出形狀復(fù)雜、尺寸精確、棱角清晰、表面光順的鈦合金前叉肩。

S2、鈦合金前叉管依靠鈦合金薄壁圓管素材通過多道工序逐步加工而成，由于鈦合金強度大，回彈率高，導(dǎo)致鈦合金薄壁管素材難以加工為異型管，因此要多步工序加工而成。首先鈦合金圓管素材管一般都有應(yīng)力，在做成型前要真空熱處理消除應(yīng)力。然后把鈦合金圓管錐成合適的直徑，再一次真空熱處理后進而采用液壓成型的辦法逐步做成流線型的前叉管型。液壓成型是用外殼鈦合金前叉管模具控制其形狀，內(nèi)側(cè)充液壓油，通過液壓油壓力使鈦合金素材逐步和外殼模具貼合，從而做出設(shè)計的流線型截面形狀。采用液體作為傳力介質(zhì)可以實施控制壓力，確保工藝參數(shù)都在設(shè)計的范圍內(nèi)，并且可以隨時可變調(diào)整，尤其適合復(fù)雜截面形狀的鈦合金異性管材成產(chǎn)。

S3、為了實現(xiàn)前叉管件的釬焊連接，保證接頭強度和耐蝕性均達到母材同等水平，需采用了以下步驟：(1)設(shè)計需要釬焊的零件時，在待焊區(qū)域預(yù)置釬料槽，保證釬料流布整個釬焊區(qū)域，提高釬著率；(2)對零件進行除油、清潔；(3)將釬料用粘合劑調(diào)成膏狀置于釬料槽中，將零件裝配入位后，采用氬弧點焊定位保持零件裝配間隙和裝配位置，真空下進行釬焊，保證釬料通過毛細(xì)作用充分潤濕待焊區(qū)域，以減小點焊的應(yīng)力集中，提高接頭的性能；(4)真空釬焊后保溫。

實施例1：

采用本發(fā)明焊接方法的一個具體實施方式包括以下步驟：

(1)制作蠟?zāi)?，進行前叉的熔模精密鑄造；

(2)液壓法將鈦合金管材加工為流線型截面的異型管；

(3)焊接接頭的設(shè)計在零件待焊區(qū)域預(yù)置釬料槽；

(4)將零件除油酸洗，表面清洗干凈；

(5)采用粉狀Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni作為連接材料，將釬料用聚乙烯醇粘合劑調(diào)成膏狀置于釬料槽中，將零件裝配入位后，采用氬弧點焊定位保持零件裝配間隙和裝配位置，釬焊時保證釬料通過毛細(xì)作用潤濕待焊區(qū)域；

(6)真空釬焊工藝為：釬焊溫度為940±10度，保溫20-30分鐘，隨后降溫至840±10度保溫30-40分鐘隨爐冷卻，加熱過程中真空度不大于5×10^-2帕斯卡。

本發(fā)明焊接方法采用釬焊工藝是一種采用熔點比母材低的材料作為釬料，可以在不熔化母材的情況下以液態(tài)釬料充分填補焊縫從而實現(xiàn)焊接的方法。釬焊通過熔化熔點低于母材的釬料，可以降低焊接成本，并減小管材的熱變形影響。前叉特殊的流線型截面要求使得前叉肩與前叉管在成型后，焊接位置很難完全吻合，留有縫隙。釬焊以液態(tài)的形式充分填充零件間縫隙，這種潤濕工藝有效減小了應(yīng)力集中問題，有利于提升前叉的強度。

以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。