[发明专利]一种温度场可控的异种材质拼焊板热冲压成形装置及方法

权利要求书

1.一种温度场可控的异种材质拼焊板热冲压成形装置，它包括成形模具，所述成形模具包括凸模板(1)、凸模(2)、压边圈(3)、凹模(4)、多个弹簧(5)和与弹簧(5)数量相同的多个螺柱(6)，凸模板(1)、压边圈(3)和凹模(4)由上至下依次平行设置，凸模(2)固定设置在凸模板(1)的底端面中心位置处，多个螺柱(6)由上至下先穿设在凸模板(1)的沉孔中，然后旋拧在压边圈(3)上，且多个螺柱(6)的上部与凸模板(1)之间间隙配合，每个螺柱(6)上套装有一个弹簧(5)，异种材质拼焊板(7)设置在压边圈(3)和凹模(4)之间，其特征在于：所述异种材质拼焊板热冲压成形装置还包括两个夹持电极(14)、两个电极绝缘压块(9)、两个电极绝缘垫块(10)、加热电源(11)、多个分块可调电极(13)、多个电流表(15)和多个调温变阻器(12)，多个分块可调电极(13)分成两列，所述两列分块可调电极的数量和位置一一对应，所述两列分块可调电极与两个夹持电极(14)夹持在异种材质拼焊板(7)的左右两侧的上、下端面上，两个电极绝缘压块(9)分别压装在所述两列分块可调电极上，两个电极绝缘垫块(10)分别垫设在两个夹持电极(14)的下端，且两个电极绝缘压块(9)和多个分块可调电极(13)以及两个电极绝缘垫块(10)和两个夹持电极(14)通过外置液压缸将异种材质拼焊板(7)夹紧，每个分块可调电极(13)的外端分别与一个调温变阻器(12)连接，且每个分块可调电极(13)与一个调温变阻器(12)之间设有一个电流表(15)，多个调温变阻器(12)的外端通过导线与加热电源(11)连接构成通电回路。

2.根据权利要求1所述的一种温度场可控的异种材质拼焊板热冲压成形装置，其特征在于：所述多个分块可调电极(13)和两个夹持电极(14)的材质为紫铜。

3.根据权利要求2所述的一种温度场可控的异种材质拼焊板热冲压成形装置，其特征在于：所述异种材质拼焊板热冲压成形装置还包括多个钛合金保温片(16)，所述两列分块可调电极的下端面与异种材质拼焊板(7)的上端面之间分别设有一个钛合金保温片(16)，两个夹持电极(14)的上端面与异种材质拼焊板(7)的下端面之间设有两个钛合金保温片(16)。

4.一种采用权利要求1所述的异种材质拼焊板热冲压成形装置的方法，其特征在于：所述热冲压成形的具体步骤为：

步骤一：选择待成形的异种材质拼焊板(7)的材质：

将高强钢、钛合金、铝合金或镁合金不同材料的两种及两种以上材质的任意拼焊成待成形的异种材质拼焊板(7)；

步骤二：对待成形的异种材质拼焊板(7)进行夹紧；

两个电极绝缘压块(9)和多个分块可调电极(13)以及两个电极绝缘垫块(10)和两个夹持电极(14)通过外置液压缸将异种材质拼焊板(7)夹紧，夹紧时施加在分块可调电极(13)和整体电极(14)上的液压缸夹持压力为10MPa-30MPa；

步骤三：对待成形的异种材质拼焊板(7)进行加热；

根据待成形的异种材质拼焊板(7)不同部位的材质、横截面尺寸、电阻率、热导率、热辐射系数，分别调整每个调温变阻器(12)的间距及不同变阻器的阻值及加热电源(11)的输出电流，控制异种材质拼焊板(7)内的电流密度在整个坯料范围内的合理分布，其合理分布值为10-200A/mm²，从而使不同材质的坯料被迅速加热至其所需成形温度，加热速度为30～100℃/s；

步骤四：对加热后的异种材质拼焊板(7)进行热冲压；

当温度满足不同材质的变形要求后，松开两个电极绝缘压块(9)、多个分块可调电极(13)、两个电极绝缘垫块(10)和两个夹持电极(14)，凸模板(1)、凸模(2)和压边圈(3)下行，将加热后的异种材质拼焊板(7)压入凹模(4)内，此时，即可完成异种材质拼焊板(7)的热冲压成形。