铝合金管接头专利，铜铝合金摩擦焊接工艺专利

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铝合金管接头专利，一种用于铝合金管的鼓形接头及该接头的安装方法

本发明涉及管道快接头的领域，尤其是涉及一种用于铝合金管的鼓形接头及该接头的安装方法。

管道快接头是管道与管道之间的快速连接工具，是元件和管道之间可以拆装的连接点，在管件中充当着不可或缺的重要角色，它是液压管道的两个主要构成部分之一。

目前在对压缩空气以及油体的输送领域，常用到铝合金管道作为流体输送设备，利用铝合金管道所具有的耐腐蚀、低流阻特性，便于对流体长期稳定输送。

其中，在对相邻两根铝合金管道进行拼接安装时需要用到鼓形管道快接头，而现有铝合金管道鼓形快接头一般包括连接头和锁紧螺母，锁紧螺母与连接头通过螺纹可拆卸式连接，连接头的端头部设置有内壁呈漏斗形的推动件，推动件的两端分别与连接头和锁紧螺母内侧的凸台相抵。

使用时，旋紧锁紧螺母，锁紧螺母上的凸台压迫推动件，推动件压迫连接头的端头从而抵住管道连接处，以此将管道快接头固定在铝合金管道上。

针对上述中的相关技术，发明人认为由于现有的铝合金管道塑性变形特性强而刚性较差，导致管道的连接处容易在流体输送时出现变形的情况，使连接头的端头与铝合金管道之间出现间隙而发生相对位移，并使铝合金管道内的流体从管道连接处外泄，造成生产资源的浪费。

为了有效地减少连接头的端头与铝合金管道之间出现间隙而发生相对位移的情况，本申请提供一种用于铝合金管的鼓形接头及该接头的安装方法。

第一方面，本申请提供一种用于铝合金管的鼓形接头及该接头的安装方法，采用如下的技术方案：

一种用于铝合金管的鼓形接头，包括接头主体与锁紧螺母，所述接头主体与锁紧螺母螺纹连接，所述接头主体与铝合金管道相抵，所述接头主体的端部设置有与锁紧螺母内壁相抵的推动件，所述接头主体内开设有连接条孔，所述接头主体内设置有位于连接条孔内的第一锁紧组件，所述铝合金管道的外壁开设有抵紧槽，所述抵紧槽内设置有抵紧件，所述锁紧螺母内设置有与抵紧件以及第一锁紧组件相连接的第二锁紧组件。

通过采用上述技术方案，将接头主体套与铝合金管道接口处的外壁上，再通过锁紧螺母拧紧在接头主体的两端，挤压两个推动件以对两个铝合金管道进行压迫抵紧，完成接头主体的初步定位，接着通过第二锁紧组件同时抵紧接头主体上的第一锁紧组件以及铝合金管道的外壁上的抵紧件，相比于现有的鼓形管道快接头，本申请的技术方案能够有效地提升铝合金管道的接头紧密性，从而有利于减少铝合金管道在经长时间的使用后会出现接头主体与管道连接处相对位移的情况，进而更好地延长鼓形管道接头的使用寿命，具有极大的经济价值。

优选的，所述第一锁紧组件包括滑动设置于连接条孔内的芯条，所述芯条的一端设置有与第二锁紧组件相抵接的限位件，所述芯条的远离限位件的一端设置有扣合件。

通过采用上述技术方案，设置的芯条以及扣合件能够在第二锁紧组件的抵紧下增强同一高度的两个锁紧螺母之间的关联度，以进一步提高相邻两个锁紧螺母对接头主体上的两个推动件的锁紧度。

优选的，所述第二锁紧组件包括螺纹连接于锁紧螺母上的螺丝，所述螺丝的底部设置凸环，所述凸环与第一锁紧组件滑动配合。

通过采用上述技术方案，拧入螺丝，并通过凸环抵压第一锁紧组件，使第一锁紧组件得到锁定限位。

优选的，所述抵紧件包括设置于铝合金管道外壁的限位块，所述限位块上开设有限位槽，所述限位槽的内侧壁开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有滑块，所述滑块上设置有与第二锁紧组件相抵接的斜条，所述滑块的一侧转动连接有下压块，所述下压块的底部倾斜设置有定位条，所述限位槽的槽底开设有定位槽。

通过采用上述技术方案，将第二锁紧组件向下挤压下压块，使下压块在滑块的带动下沿着滑槽下移，此时下压块底部的定位条滑插入限位槽的槽底处的定位槽，从而实现对锁紧螺母与铝合金管道的有效定位，达到减少接头主体与铝合金管道出现相对位移的情况。

优选的，所述限位件包括设置于芯条端部的延伸块，所述延伸块上转动设置有锁条，所述锁条的一端与凸环相抵，所述锁条的另一端与延伸块的内壁相抵。

通过采用上述技术方案，凸环下压并将锁条挤压转动，从而实现锁条与延伸块的内壁相抵紧限位，有效地提升第一锁紧组件与接头主体的接触面积，进一步增强接头主体与铝合金管道连接处的连接强度。


第二方面，本申请提供一种用于铝合金管的鼓形接头的安装方法，采用如下的技术方案：

将所述接头主体套在相邻两铝合金管道的接口处，并将所述锁紧螺母拧在接头主体的两端以将所述推动件抵紧在铝合金管道的侧壁；S2：

将所述第二锁紧组件拧入锁紧螺母，并对所述第一锁紧组件以及抵紧件进行限位锁定，完成一种用于铝合金管的鼓形接头的安装。

通过采用上述技术方案，使用上述方法来安装本申请的鼓形接头，能够有效地增强与铝合金管道之间的连接强度，有利于提升现有鼓形接头在铝合金管道发生形变时的锁紧程度，延长了鼓形接头使用寿命。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1。通过将接头主体套与铝合金管道接口处的外壁上，再通过锁紧螺母拧紧在接头主体的两端，挤压两个推动件以对两个铝合金管道进行压迫抵紧，完成接头主体的初步定位，接着通过第二锁紧组件同时抵紧接头主体上的第一锁紧组件以及铝合金管道的外壁上的抵紧件，相比于现有的鼓形管道快接头，本申请的技术方案能够有效地提升铝合金管道的接头紧密性，从而有利于减少铝合金管道在经长时间的使用后会出现接头主体与管道连接处相对位移的情况，进而更好地延长鼓形管道接头的使用寿命，具有极大的经济价值；

2 通过设置芯条以及扣合件，能够在第二锁紧组件的抵紧下增强同一高度的两个锁紧螺母之间的关联度，以进一步提高相邻两个锁紧螺母对接头主体上的两个推动件的锁紧度；

3。通过将第二锁紧组件向下挤压下压块，使下压块在滑块的带动下沿着滑槽下移，此时下压块底部的定位条滑插入限位槽的槽底处的定位槽，从而实现对锁紧螺母与铝合金管道的有效定位，达到减少接头主体与铝合金管道出现相对位移的情况；

4。通过使用本申请的安装方法来装配本申请的鼓形接头，能够有效地增强与铝合金管道之间的连接强度，有利于提升现有鼓形接头在铝合金管道发生形变时的锁紧程度，延长了鼓形接头使用寿命。

铝合金管接头专利，一种铝合金钻杆及其制作工艺

本发明属于石油钻井技术领域，尤其涉及一种铝合金钻杆。

铝合金钻杆的密度为3.2～3.6g/cm3，其密度大约是钢制钻杆的1/2，铝合金钻杆强度与质量之比是钢制钻杆的1.5～2.0倍。

在钻机能力一定的情况下，应用铝合金钻杆能够达到钢制钻杆无法达到的井深。

铝合金钻杆的耐腐蚀性好，在硫化氢环境下几乎不发生腐蚀。

除此之外，铝合金钻杆弹性模量小，在曲率大的定向井和水平井中使用铝合金钻杆时，钻柱与裸眼井段和套管井段的摩擦力减小。

铝合金钻杆具有良好的抗弯曲载荷性能，更适合曲率大的定向井和水平井。

铝合金钻杆的材料硬度偏低，在钻进过程中易产生磨损等损伤。

为解决上述问题，特在管体中部添加了加厚部分，由于铝合金本身的特性，在高温下的力学性能会发生显著下降，故常规焊丝无法再保证铝合金性能的情况上在铝合金基材上进行焊接，现阶段无成熟的适合于铝合金基材焊接的耐磨带材料，故针对该问题，本技术方案从结构方面入手。

本发明的目的是为了解决传统工艺制作的转换接头时，存在综合机械性能不高，可靠性不强等问题，而提供一种力学性能高于目前行业最高标准，同时疲劳强度大大超过目前石油行业使用的转换接头，通过使用这种高性能转换接头将有效的提高转换接头的强度及韧性，提高使用寿命，降低事故率，延长钻柱的使用寿命，提高钻井效率。

为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：

一种铝合金钻杆，包括公接头、管体、套箍和母接头，所述公接头与管体一端采用螺纹连接，管体另一端与母接头螺纹连接，管体与公接头、母接头之间的螺纹连接采用偏梯形螺纹加第二台肩的连接形式； [0008]所述管体中间为圆柱形的加厚部，所述加厚部外壁上开设有圆环凹槽，所述圆环凹槽内固定安装有套箍，所述套箍外圆周方向上固定焊接有耐磨环； [0009]所述母接头与管体连接一端外壁上设置螺旋式的导流槽，相邻导流槽之间的螺旋外圆表面上附着一层耐磨带，同时，螺旋外圆直径大于母接头本体的直径。

作为本发明进一步的改进：

所述加厚部在圆环凹槽两侧对称开设有两组键槽，两组键槽圆周方向夹角180°，所述套箍上一体成型有与键槽配合的凸耳，所述凸耳卡在键槽内，防止下井后耐磨环与管体之间发生相对滑动，所述套箍沿凸耳中心线一分为二的半环； [0011]同时，套箍外圆周方向上开设有焊槽，所述耐磨环均匀焊接在焊槽内。

根据下料长度平两端面，保证长度，进行扩孔，再以内孔找正，粗精车外圆，保证尺寸，然后以外圆找正，再次平端面，保证所需长度，车螺纹锥体并车螺纹NC50和S5BC，接着螺纹磁粉探伤，保证完整度，最后对接头整体热磷化，保证工件层表面磷化膜结晶连续、均匀、致密； [0015]母接头加工 [0016]根据下料长度平两端面，保证长度，进行扩孔，保证孔径，然后车外圆，以内孔找正，粗精车外圆，再车螺纹，以外圆找正，平端面保证总长，车螺纹锥体并车螺纹NC50、S5BC和倒角，之后螺纹磁粉探伤，保证完整度，然后进行铣螺旋槽，铣4道螺旋槽，左旋、均布，再沿螺旋筋焊接一层耐磨带ARNC0+350XT，最后对接头整体热磷化，保证工件层表面磷化膜结晶连续、均匀、致密； [0017]管体加工 [0018]投料，平端面，以内孔找正，粗精车外圆，以外圆找正，车加厚部的圆环凹槽，然后圆环凹槽两侧铣两处键槽，两槽圆周方向夹角180°，再以外圆找正，平端面保证总长，车螺纹锥体并车螺纹S5BC，最后对接头整体热磷化，保证工件层表面磷化膜结晶连续、均匀、致密； [0019]套箍加工 [0020]下料，平端面，车外圆至要求尺寸；然后调头装夹、平端面，车外圆至要求尺寸，在外圆车喷焊槽，保证总长，并扩孔至要求尺寸；在焊槽内焊ARNCO？100XT耐磨环；精车内孔至要求尺寸，再车端部台肩孔，切断，保证长度；平另一端端面，保证长度，然后扩台肩孔，车端部台肩孔，并保证总长；再加工两端凸耳，以无耐磨带槽的中心线找正，保证尺寸，凸耳中心线与槽中心线对齐；切除耐磨带，槽深度，零件旋转180°铣另一端槽，最后沿凸耳中心线进行线切割，将零件完全剖切，备用； [0021]各配件组装 [0022]采用热装方式将一套套箍(两个半环)，插扣在管体加厚部圆环凹槽内，凸耳卡在键槽内，从而固定套箍；将两半环的套箍接缝处进行焊接后再敷焊ARNCO？350XT耐磨带，保证焊接高度与两端耐磨带高度持平，过度均匀；然后将公接头、母接头和管体在保证上扣扭矩的同时通过螺纹进行连接。

本发明的有益效果是：

本发明中的管体与钢制接头之间的螺纹连接采用的是偏梯形螺纹加第二台肩的连接形式，可减轻螺纹的负担，从而进一步提高螺纹的抗扭强度和抗疲劳指标，比普通三角形螺纹提高抗疲劳强度60％？80％；

螺旋筋上焊接耐磨带，在提供运输岩屑通道的同时，还因减少了与井壁的接触面积，从而可以防止在大位移井钻井中，由于与井壁接触面积大，而发生粘吸卡钻，并且耐磨带又可以进一步的防止接头本体的磨损。

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

铝合金管接头专利，铜铝合金摩擦焊接工艺专利

说明书
铜管与铝合金管的摩擦焊接工艺 技术领域 本发明涉及铜材与高强度铝合金材料采用摩擦焊接方式进行焊接的工艺。

背景技术
铝的价格不足铜的30%，而密度仅为铜的30%，如果能实现采用铝材部分的代替铜材，可以缓解我国铜材依赖进口的局面，并能带来巨大的经济效益。

由于空调中有些管路仍然只能使用铜，所以，如何实现铝管和铜管之间的可靠连接，就成为必须解决的难题。

目前在冰箱及空调的连接管上，采用电阻焊方式焊接的铜与纯铝或铝锰系列铝合金得到的铜铝接头已经得到了成功应用。

但是，对于空调的热交换器来说，由于它与空调压缩机相连，振动较大，如果使用纯铝或铝锰系列的铝合金的话，因为它们的强度较低，容易在运输及使用过程中发生断裂或开裂，带来严重的质量隐患。

为了提高铝侧的强度，可以采用含有镁和硅的铝材，但是即使是采用了镁和硅的铝合金，其强度也远远低于铜的强度，在摩擦焊过程进行摩擦或中当顶锻力大力大时，会使铝合金侧因受力发生严重受压变形扭曲，无法与铜材对接而焊接在一起而破坏铝材的形状结构。

当顶锻撞力小时，无法将摩擦受热过程中生产的金属间化合物顺利挤出而获得有着足够强度的焊接接头摩擦阻力小不足以在极端的时间产生足够的热量。

所以，提高铝合金的强度，并缩小铝合金和铜材之间的强度差值，是解决铝合金和铜材摩擦焊可靠焊接的关键。


发明内容

为了解决含镁硅铝合金和铜管之间可靠连接的技术难题，本发明提出了一种采用摩擦焊接工艺， 并对焊接前的铜管和铝管，以及焊接后的铜铝接头进行热处理的方法。

通过热处理，提高铝管在焊接前的强度，而铜管的强度降低，使得这两种管材的强度尽量匹配，保证摩擦焊接得到的铜铝焊接接头的结合强度，避免出现虚焊、漏焊等焊接缺陷。

而对焊接后的铜铝接头进行热处理，可以使其结合强度进一步提高，杜绝质量隐患。

本发明解决上述难题所采用的技术方案是：

铜管与六系铝合金管之间使用摩擦焊和热处理达到可靠连接，按照下列步骤进行操作：

(1) 选择外径与壁厚相等的铜管和六系铝合金管；

(2) 铜管焊接前热处理：

使用惰性气体保护炉进行热处理； 将铜管放入炉中，当炉子中空气完全被惰性气体置换后，迅速升温至160-220度，保温时间为3-120分钟； 热处理完成后，在惰性气体保护下随炉冷却。

(3) 铝管焊接前热处理：

将铝管放入炉中，升温至170-240度，然后保温2-12小时； 热处理完成后，可以迅速投入水中急速冷却。

(4) 对要进行焊接的铜及铝管坯料的端口进行切削，以除去表面的氧化膜及油污，并使端口平整，便于焊接。

经过切削的端口的表面粗糙度应控制在6-10μm 。

(5) 使铜管和铝管处于同一轴线上，采用摩擦焊接的方法，使这两种管的端口对接焊在一起，铜和铝的结合面形成焊接接头。

(6) 焊后热处理：

使用惰性气体保护炉进行热处理； 将铜管放入炉中，当炉子中空气完全被惰性气体置换后，迅速升温至120-150度，保温时间为10-120分钟； 热处理完成后，在惰性气体保护下随炉冷却。

在工业生产中，通过把硅和镁熔融到纯铝中而形成含硅镁的铝合金，得到期望的硅、镁含量的铝合金，通常硅的含量为 0.1-4.0，镁的含量为 0.2-6.0，也包括其他需要调节铝合金性能而添加的金属成分，主要的成分为铝材，而按照这种配方冶炼金的铝合金都能按照本发明揭露的工艺实现满足焊接强度要求的摩擦焊产品。

其中最常用的作为国家标准采用的是硅的含量为0.2-1.7，镁的含量为0.35-1.2的六系的铝合金，如编号为6061、6063的铝合金。

我们知道摩擦焊接方法适用于焊接的接触表面中，至少一个部件可以旋转的情况，所以这种方式可以用于同管径管道的对焊，也可以适用于平面之间的焊接，如板材之间的焊接。

在本发明的实施例中，是以管材之间的焊接为例，但是本领域的技术人员可以很容易的联想到本发明披露的技术同样可以应用于平面之间的焊接。



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