[发明专利]双金属复合管的磁脉冲成形装置及方法

权利要求书

1.一种双金属复合管的磁脉冲成形装置，其特征在于：所述装置包括丝杆（1）、底座固定板（2）、集磁器（7）、磁力线圈（6）、支撑架（8）、磁脉冲控制电路（9）、两个管坯装夹块（5）及两个平口钳（4），两个平口钳（4）分别是移动平口钳（4-1）和固定平口钳（4-2），底座固定板（2）的上端面沿其长度方向设有燕尾形滑槽（2-1），移动平口钳（4-1）的下端设有与底座固定板（2）的燕尾形滑槽（2-1）相配合的燕尾形滑块（4-1-1），移动平口钳（4-1）的燕尾形滑块（4-1-1）与底座固定板（2）的燕尾形滑槽（2-1）滑动配合，固定平口钳（4-2）固定在底座固定板（2）上，且移动平口钳（4-1）和固定平口钳（4-2）相对设置，每个平口钳（4）上固定一个管坯装夹块（5），丝杆（1）水平设置，底座固定板（2）上设有第一支撑孔（2-2），丝杆（1）与底座固定板（2）的第一支撑孔（2-2）螺纹连接，移动平口钳（4-1）的侧壁上设有第二支撑孔（4-1-2），丝杆（1）的输出端安装在移动平口钳（4-1）的第二支撑孔（4-1-2）内，丝杆（1）与移动平口钳（4-1）可拆卸连接，支撑架（8）设置在两个管坯装夹块（5）之间，支撑架（8）与底座固定板（2）固接，集磁器（7）通过支撑架（8）支撑，集磁器（7）的外环面缠绕有磁力线圈（6），磁脉冲控制电路（9）的一个输出端与磁力线圈（6）的一端相连，磁脉冲控制电路（9）的另一个输出端与磁力线圈（6）的另一端相连。

2.根据权利要求1所述双金属复合管的磁脉冲成形装置，其特征在于：所述磁脉冲控制电路（9）包括交流电源（9-1）、变压器（9-2）、整流元件（9-3）、电容器（9-4）及高压开关（9-5）；变压器（9-2）的次级线圈（9-2-1）的一端与整流元件（9-3）的阳极相连，整流元件（9-3）的阴极与电容器（9-4）的一端和高压开关（9-5）的正极相连，高压开关（9-5）的负极作为磁脉冲控制电路（9）的一个输出端与磁力线圈（6）的一端相连，变压器（9-2）的次级线圈（9-2-1）的另一端与电容器（9-4）的另一端相连并作为磁脉冲控制电路（9）的另一个输出端与磁力线圈（6）的另一端相连，变压器（9-2）的初级线圈（9-2-2）的两端与交流电源（9-1）的两端相连。

3.根据权利要求2所述双金属复合管的磁脉冲成形装置，其特征在于：磁力线圈（6）由5mm×7mm的矩形截面铜导线绕制10匝构成。

4.根据权利要求1所述双金属复合管的磁脉冲成形装置，其特征在于：管坯装夹块（5）包括两个分体式管坯装夹块（5-1），两个分体式管坯装夹块（5-1）的两个相邻表面上分别加工有半圆形凹坑，两个分体式管坯装夹块（5-1）的两个半圆形凹坑扣合在一起构成内外管坯端头安装孔（5-1-1），两个分体式管坯装夹块（5-1）可拆卸连接。

5.一种利用权利要求1、2、3或4所述装置实现双金属复合管的磁脉冲成形方法，其特征在于：所述方法由以下步骤完成：

步骤一：对待复合管坯的表面进行清洁处理；待复合管坯包括内管坯（10）和外管坯（11），内管坯（10）采用碳钢管，外管坯（11）采用铝管，将内管坯（10）的外表面及外管坯（11）的内表面进行清理，随后进行酸洗及碱洗，以清除内外管坯表面的污染物，在待复合管坯定位装夹前，用酒精擦拭待复合的管壁表面；

步骤二：内外管坯定位及装夹；

将经清洁处理后的内外管坯同轴放置，内外管坯的两端用绝缘套管填充管间隙用以定位，保证内外管坯同轴，之后，将已定位的内外管坯插入集磁器（7）的磁力线圈（6）的工作区内，使内外管坯与集磁器工作区（7-1）内表面型腔同轴，将内外管坯两端装夹固定在两个管坯装夹块（5）的内外管坯端头安装孔（5-1-1）中，通过丝杆（1）的转动实现移动平口钳（4-1）及待复合管坯的直线移动，控制内外管坯的轴向送进，使得内外管坯的待变形区域设置在集磁器工作区（7-1）内；

步骤三：第一步复合成形；

设置放电电压8~16kV，使电容器（9-4）存储的电容通过磁力线圈（6）放电，实现内外管坯第一步复合成形加工；

步骤四：后续渐进式复合成形；

转动丝杆（1），使内外复合管坯沿集磁器（7）轴向做渐进式进给，进给量为10~12mm，使得内外复合管坯的下一个待变形区域进入集磁器工作区（7-1）内，并对该下一个待变形区域实施放电成形加工，放电电压为15kV；

步骤五：重复步骤四，直至获得所需长度的双金属复合管。