[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种异种材质拼焊板热冲压成形装置及方法，具体涉及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，属于拼焊板热冲压成形技术领域。

背景技术

拼焊板成形技术是指将不同厚度、材质、性能及不同表面涂层的坯料拼焊在一起形成成形前的毛坯，然后在模具中加压成形出所需零件形状，其优点在于可在零件的不同部位获得不同的使用性能，从而达到减轻构件的质量、加强构件局部抗腐蚀能力、提高强度和刚度的目的。由于具有上述优点，拼焊板成形技术自上世纪末开始在汽车等行业得到了广泛的应用。在汽车行业，采用拼焊板冲压成形特定的零件装配汽车，对减轻汽车重量，降低油耗，减少材料消耗，减少加工工序，降低生产成本，提高生产效率，提高安全性能都有十分重要的作用。

当构成拼焊板的材质不同，且其室温成形性能都较差时，例如不同材质的高强钢板，一般应考虑采用热冲压技术，但不同材质板材的最佳成形温度不一定相同，可能会出现不同材质板材成形温度范围相差较大的情况，而此时如果采用传统的热冲压技术，其成形坯料的整体处于同一温度场条件下，即板坯各处的温度一致或十分接近，这样势必出现某些材质的板材处于最佳成形温度，而另一些板材的温度过高或过低，从而影响异种材质拼焊的成形效果，甚至成形失败。

综上所述，现有异种材料拼焊板的热冲压成形由于其局部成形温度不可控，导致热冲压成形效果差，甚至热冲压成形失败的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有异种材料拼焊板的热冲压成形由于其局部成形温度不可控，导致热冲压成形效果差，甚至热冲压成形失败的问题。进而提供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。

本发明的技术方案是：一种温度场可控的异种材质拼焊板热冲压成形装置，包括成形模具，所述成形模具包括凸模板、凸模、压边圈、凹模、多个弹簧和与弹簧数量相同的多个螺柱，凸模板、压边圈和凹模由上至下依次平行设置，凸模固定设置在凸模板的底端面中心位置处，多个螺柱由上至下先穿设在凸模板的沉孔中，然后旋拧在压边圈上，且多个螺柱的上部与凸模板之间间隙配合，每个螺柱上套装有一个弹簧，异种材质拼焊板设置在压边圈和凹模之间，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、两个电极绝缘压块、两个电极绝缘垫块、加热电源、多个分块可调电极、多个电流表和多个调温变阻器，多个分块可调电极分成两列，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夹持在异种材质拼焊板的左右两侧的上、下端面上，两个电极绝缘压块分别压装在所述两列分块可调电极上，两个电极绝缘垫块分别垫设在两个夹持电极的下端，且两个电极绝缘压块和多个分块可调电极以及两个电极绝缘垫块和两个夹持电极通过外置液压缸将异种材质拼焊板夹紧，每个分块可调电极的外端分别与一个调温变阻器连接，且每个分块可调电极与一个调温变阻器之间设有一个电流表，多个调温变阻器的外端通过导线与加热电源连接构成通电回路。

本发明还提供了一种采用异种材质拼焊板热冲压成形装置的使用方法，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；

步骤二：对待成形的异种材质拼焊板进行夹紧；

两个电极绝缘压块和多个分块可调电极以及两个电极绝缘垫块和两个夹持电极通过外置液压缸将异种材质拼焊板夹紧，夹紧时施加在分块可调电极和整体电极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进行加热；

根据待成形的异种材质拼焊板不同部位的材质、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的间距及不同变阻器的阻值及加热电源的输出电流，控制异种材质拼焊板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、多个分块可调电极、两个电极绝缘垫块和两个夹持电极，凸模板、凸模和压边圈下行，将加热后的异种材质拼焊板压入凹模内，此时，即可完成异种材质拼焊板的热冲压成形。

本发明与现有技术相比具有以下效果：