[發(fā)明專利]用于焊接應(yīng)用的自調(diào)節(jié)式包復(fù)絲

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210462769.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103817453A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張婧;王培中;楊上陸
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/22;B23K31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接和連接方法以及在這些方法中使用的材料和物品。在另一方面，本發(fā)明涉及包括對準(zhǔn)金屬絲等的過程。

背景技術(shù)

本部分提供有助于理解本發(fā)明的信息，但是并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

氣體保護金屬極電弧焊(GMAW)經(jīng)常被稱為金屬惰性氣體保護焊(MIG)，是一種將連續(xù)、可消耗的焊接金屬絲或填料金屬絲用作電極的電弧焊過程。在氣體保護金屬極電弧焊中，可消耗的金屬絲電極穿過焊槍或焊炬并從由導(dǎo)電金屬例如銅合金制成的焊炬導(dǎo)電嘴伸出。加在導(dǎo)電嘴和待焊接金屬工件之間的電勢在金屬絲內(nèi)產(chǎn)生電流，該電流支持金屬絲末端和金屬工件之間的電弧。電弧通過氣體或氣體混合物（通常是惰性氣體混合物）流而與大氣隔離，其中從可消耗的金屬絲電極通過電弧將金屬轉(zhuǎn)移至工件。激光釬焊也是將填料金屬絲送至焊接位置，在此通過直接的激光照射使金屬絲熔化。熔融的金屬絲滴橋接兩個工件之間的連接部。

彎曲的金屬絲以及金屬絲與工件的不對準(zhǔn)在電弧焊接、激光釬焊、電弧釬焊、使用填料金屬絲的TIG焊接以及使用填料金屬絲的其他連接過程或熱加工過程期間是常見現(xiàn)象。金屬絲相對于焊縫的不對準(zhǔn)可能會造成不穩(wěn)定的連接過程并且導(dǎo)致焊接質(zhì)量不佳。因此，經(jīng)常需要手動調(diào)節(jié)以矯直彎曲的金屬絲，導(dǎo)致延誤生產(chǎn)。彎曲的金屬絲以及金屬絲對工件的不對準(zhǔn)在其他的過程中例如在將金屬絲穿過小孔時或者在將金屬絲焊接在一起時也會是一種問題。

發(fā)明內(nèi)容

本部分提供概述而不是對本發(fā)明完整保護范圍或其所有特征的全面公開。

公開的是自調(diào)節(jié)式金屬絲，制造這些自調(diào)節(jié)式金屬絲的方法，以及熱連接過程(例如氣體保護電弧焊、激光釬焊、電弧釬焊、TIG焊接和其他連接過程)還有其中可以利用熱量來矯直或?qū)?zhǔn)這些自調(diào)節(jié)式金屬絲的其他過程例如金屬絲到金屬絲的焊接和穿絲等。金屬絲具有由形狀記憶合金構(gòu)成的芯材以及由并非形狀記憶合金例如適合在連接過程中用作連接材料的金屬或金屬合金構(gòu)成的外層。外層可以具有任意結(jié)構(gòu)，例如可以是包復(fù)層、螺旋纏繞芯材的連續(xù)條、網(wǎng)或者是非連續(xù)層例如由并非形狀記憶合金的金屬或金屬合金構(gòu)成的一根或多根縱向條。自調(diào)節(jié)式金屬絲中的形狀記憶合金被“訓(xùn)練”為在其奧氏體相的訓(xùn)練溫度下是直絲形狀；在使用過程中，金屬絲被加熱至其奧氏體相變溫度以上以使自調(diào)節(jié)式金屬絲的任何彎曲都通過由形狀記憶合金所產(chǎn)生的恢復(fù)應(yīng)力而被矯直，從而恢復(fù)其訓(xùn)練直絲形狀。

自調(diào)節(jié)式金屬絲可以通過將由金屬或金屬合金例如連接金屬或金屬合金構(gòu)成的層加至或者固定至由形狀記憶合金構(gòu)成的芯材例如通過將由金屬或金屬合金構(gòu)成的連續(xù)層或者一根或多根縱向條加至或者固定至由形狀記憶合金構(gòu)成的芯材外部以制作具有連接或其他金屬或金屬合金外層和形狀記憶金屬芯材的組合件而制成。外層或條中的金屬或金屬合金通常都不是形狀記憶合金而可以是例如連接金屬或金屬合金。具有連接材料或者其他金屬或金屬合金的外層以及形狀記憶合金芯材的組合件可以經(jīng)歷進一步的成形操作例如拉絲以獲得用于成品自調(diào)節(jié)式金屬絲的所需截面形狀和截面尺寸(例如直徑或?qū)挾?。無論是連續(xù)還是不連續(xù)地圍繞金屬絲或條的圓周的外側(cè)都可以有各種規(guī)則或不規(guī)則的形狀和厚度，包括包復(fù)層、網(wǎng)、編織層、螺旋條，并且可以有規(guī)則或不規(guī)則變化的厚度。具有連接(或其他)金屬或金屬合金的外層(例如包復(fù)層或外部縱向條)以及形狀記憶合金芯材的成品金屬絲隨后通過將金屬絲加熱至用于形狀記憶合金的馬氏體到奧氏體的相變溫度(該溫度在本說明書中也被簡稱為“相變溫度”或“奧氏體相變溫度”)以上并保持加熱的金屬絲的長度筆直直到其冷卻至奧氏體到馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度以下為止而被訓(xùn)練為直絲形狀。如果自調(diào)節(jié)式金屬絲在形狀記憶合金處于其馬氏體相時被彎曲，那么自調(diào)節(jié)式金屬絲在使用它的熱加工過程(例如連接過程或?qū)?zhǔn)過程)期間被加熱至相變溫度以上時會再次變直。

進一步公開了一種熱連接過程，其中自調(diào)節(jié)式金屬絲被用作連接兩個金屬工件的填料材料。在連接過程中，自調(diào)節(jié)式金屬絲達(dá)到形狀記憶合金的馬氏體到奧氏體的相變溫度以上的溫度，這將促使自調(diào)節(jié)金屬絲的彎曲變直。在不同的實施例中，連接過程是氣體保護金屬極電弧焊，其中自調(diào)節(jié)式金屬絲被輸送穿過焊炬并從焊炬導(dǎo)電嘴送出。電勢被加在導(dǎo)電嘴和待焊接金屬工件之間，促使自調(diào)節(jié)式金屬絲內(nèi)的電流將離開焊炬的金屬絲加熱至形狀記憶合金相變溫度以上的溫度，結(jié)果是使彎曲的金屬絲變直。矯直金屬絲有助于連接過程期間將金屬或金屬合金置于合適的位置。

在另一些實施例中，熱源被用于通過將金屬絲加熱至形狀記憶合金的馬氏體到奧氏體的相變溫度以上，來使自調(diào)節(jié)式金屬絲的端部或一部分變直，從而促使金屬絲變直并且實現(xiàn)金屬絲的正確定位或?qū)?zhǔn)。