[发明专利]将脉冲电流引入热压罐的密封导电装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及在热压罐内进行蠕变时效成形实验的技术领域，特别地，涉及一种将脉冲电流引入热压罐的密封导电装置及方法。

背景技术

随着航空航天技术的高速发展，传统的制造方法已经难以满足航空航天器复杂曲率大型壁板的整体制造等要求。为了解决此难题，蠕变时效成形技术应运而生。

目前蠕变时效成形实验主要在热压罐内进行。参见图1，首先在模具01上依次放置构件02、透气毡、真空阀和真空袋03，并用专用胶带密封真空袋，通过抽真空工装(即真空阀和导气管)04进行抽真空；接着将构件02和模具01一起放入热压罐05内，按照一定的升温速率和加压速度对构件02进行升温和加载，当温度达到设定值时，开始施加空气压力并保持热力载荷一定时间，结束后卸载空气载荷，得到成形后的构件。该技术利用材料的蠕变及应力松弛特征，将材料的机械成形和热处理同步进行，从而实现壁板构件成形成性，其相对于传统制造技术，具有变形均匀、成形精度高、可重复性好、成形效率高、残余应力低，尺寸稳定以及性能均匀等优点。但是目前蠕变时效成形工艺普遍耗能比较大，制造周期长。

近年来，国内外已经有许多学者将电脉冲引入到材料的热处理中，研究并证实了电脉冲能对材料时效热处理产生积极作用。清华大学姜炎彬以及东北大学李国栋等学者通过实验发现，电脉冲能使合金实现快速时效，在低温或短时间内使合金达到峰值时效。而申请人也针对将电脉冲引入到铝合金蠕变/应力松弛时效进行了大量的实验研究，发现电脉冲可以增加铝合金蠕变量，提高蠕变/应力松弛速率，从而缩短峰值时效时间，提高材料性能，同时还能降低材料性能对初始应力的敏感性。因此，将电脉冲引入到蠕变时效成形工艺，有利于实现构件的形性协同制造。

为了进一步研究脉冲电流对蠕变时效成形的影响，需要将大功率的脉冲电流引入到构件的蠕变时效成形实验中去。但是在热压罐中进行蠕变时效实验，对罐体的密封性以及对真空袋的密封性都有非常高的要求，目前输送脉冲电流的导线难以直接穿过罐体和真空袋将电流传递到构件上而同时保证罐体和真空袋的密封性。为了实现电脉冲在蠕变时效成形的应用，探索出一套在密封状态下将电脉冲引入到热压罐中辅助铝合金蠕变时效成形的装置和方法很有必要。

发明内容

本发明目的在于提供将脉冲电流引入热压罐的密封导电装置及方法，以解决在密封状态下不能将电脉冲引入到热压罐中辅助铝合金蠕变时效成形的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种将脉冲电流引入热压罐的密封导电装置，包括罐体电极、通过导线与罐体电极连接的导电密封盘；导电密封盘置于热压罐罐体内部；

所述罐体电极包括与热压罐上的法兰盘配合安装的法兰盖，以及穿过所述法兰盖的电极芯；

所述导电密封盘包括与电极芯通过导线连接的导线接头、顶部与导线接头连接的倒T型底盘、设置在倒T型底盘上表面的第二密封垫和锁紧螺母、设置在倒T型底盘下表面的金属网；金属网将电流传导至构件上；真空袋穿过倒T型底盘上部，被第二密封垫和锁紧螺母密封固定在倒T型底盘上表面。

优选的，还包括设置在模具表面的绝缘膜；绝缘膜材料为聚酰亚胺薄膜。

优选的，所述绝缘膜厚度为0.055mm-0.060mm。

优选的，所述法兰盖与所述电极芯之间设置有绝缘件。

优选的，所述金属网通过环绕倒T型底盘的锁紧环固定在倒T型底盘上。

优选的，所述金属网为铜网。

优选的，编织金属网的材料为直径为0.10-0.14mm的铜丝。

采用上述的密封导电装置的将脉冲电流引入热压罐的密封导电方法，包括步骤：

A、将导电密封盘导线接头部分与倒T型底盘拆分开；

B、在真空袋上设置一个通孔，所述通孔的大小与倒T型底盘的上部尺寸相适应；

C、将倒T型底盘穿过所述通孔，使得倒T型底盘的下部平台部分置于真空袋内；

D、在倒T型底盘与真空袋连接处放置第一密封垫，并用锁紧螺母将第一密封垫、真空袋和倒T型底盘压紧。

优选的，密封导电方法还包括：

E、将导电密封盘导线接头的底部与倒T型底盘连接；

F、导电密封盘导线接头的顶部与电极芯连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过穿过热压罐罐体的电极和用于传导电流、密封真空袋的导电密封盘的连接配合，将脉冲电流引入到构件的蠕变时效成形工艺中，进一步研究脉冲电流对蠕变时效成形的影响，为脉冲电流在构件的蠕变时效成形工艺中应用提供可能。