為了成形-焊接薄板件,成功地采用了磁脈沖加工。在加上過(guò)程中,實(shí)現了當電流脈沖通過(guò)感應器時(shí)力和熱作用在板坯上。提出了利用感應電流I感和磁場(chǎng)壓力P來(lái)獲得搭接。利用勞倫茲力和感應電流進(jìn)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(xué)依據方法和它們對成形和焊接影響的評估,具有一定的價(jià)值,磁脈沖成形-焊接的原理。
復合過(guò)程的原理如下:將纏卷的薄板安裝在可拆開(kāi)的電介質(zhì)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(guò)程中,沿感應器的線(xiàn)圈流過(guò)放電電流I放,電流線(xiàn)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(xiàn)的方向沿著(zhù)板坯的外周。因此,當電充通過(guò)薄板的搭接頭時(shí),將發(fā)出焦耳熱,當電流I渦一定值時(shí),被聯(lián)接的搭接表面稍微熔化。
同時(shí),感應器的磁場(chǎng)與薄殼件內渦流的相互作用,導致沿具整個(gè)表面引起磁壓力P(它是成形壓力P成)),在搭接區,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(shí),制件產(chǎn)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(shí)驗設備和試驗性工業(yè)設備。因實(shí)驗過(guò)程中已進(jìn)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(diǎn):由于取消了許多工,故可顯著(zhù)簡(jiǎn)化工藝路線(xiàn),可一次安裝制造零件;供給的能量可在寬廣范圍內調節,且精度較高,該工藝易于實(shí)現自動(dòng)化,加工時(shí)無(wú)需傳遞介質(zhì),所需的裝備簡(jiǎn)單。
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