為了成形-焊接薄板件,成功地采用了磁脈沖加工。在加上過程中,實現了當電流脈沖通過感應器時力和熱作用在板坯上。提出了利用感應電流I感和磁場壓力P來獲得搭接。利用勞倫茲力和感應電流進行成形和接觸焊的復合已有應用,但是該工藝的研究結果數據,以及選擇和計算這些參數的科學依據方法和它們對成形和焊接影響的評估,具有一定的價值,磁脈沖成形-焊接的原理。
復合過程的原理如下:將纏卷的薄板安裝在可拆開的電介質凹模2內,該凹模的形狀與成品制件的形狀相同。在板坯內部配置感應器3。在電容器放電過程中,沿感應器的線圈流過放電電流I放,電流線的方向在示意圖上半周期內符號“+”和“O”表示。
該電流的交變磁通量造成板坯上引起渦流I渦,其電力線的方向沿著板坯的外周。因此,當電充通過薄板的搭接頭時,將發(fā)出焦耳熱,當電流I渦一定值時,被聯接的搭接表面稍微熔化。
同時,感應器的磁場與薄殼件內渦流的相互作用,導致沿具整個表面引起磁壓力P(它是成形壓力P成)),在搭接區(qū),該壓力達成為焊接壓力P焊。由于壓力和熱復合作用在搭接頭上,便形成接觸焊型的焊接。在焊接的同時,制件產生按凹模外形的形狀。根據被加工材料、具厚度和幾何尺寸,選用了作參數為:電容為3-600uf,工作頻率為10-15kHx,能量為0.1~10kJ。
目前,國外已建立了磁脈沖沖壓-“縮口”焊接、“擴口”焊接和“平面”焊接用的實驗設備和試驗性工業(yè)設備。因實驗過程中已進行了厚度為0.1~0.5mm的鋁、銅、鎳、黃銅零件的成形-焊接。
沖壓-焊接復合工藝與傳統制造薄殼件工藝相比,具有許多優(yōu)點:由于取消了許多工,故可顯著簡化工藝路線,可一次安裝制造零件;供給的能量可在寬廣范圍內調節(jié),且精度較高,該工藝易于實現自動化,加工時無需傳遞介質,所需的裝備簡單。
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