[发明专利]基于电阻焊的叠层板同步复合双点渐进成形装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于电阻焊的叠层板同步复合双点渐进成形装置及方法，其中装置包括分别从两侧成形叠层板的第一压头和第二压头，以及分别用于补偿第一压头和第二压头运动的两个背压气缸，所述第一压头和第二压头分别与两个背压气缸对应连接，装置还包括可调式时变电源，该可调式时变电源的一极连接至第一压头，另一极连接至第二压头，并与第一压头、叠层板和第二压头构成闭合回路。与现有技术相比，本发明提高了成形后板料的表面质量，可以通过调整输入电流实现对成形温度的控制。

技术领域

本发明涉及一种渐近成型技术，尤其是涉及一种基于电阻焊的叠层板同步复合双点渐进成形装置及方法。

背景技术

异质金属叠层板是以层状复合方式结合而成的新型复合板料，通过多层材料的复合充分发挥和合理利用了各种金属的特殊物理、力学性能，具有理想的电、热特性，低密度，优良的弯曲刚度、塌陷耐性以及振动阻尼特性，综合性能比单一金属更加优越。

目前叠层金属板件的制备方法为先通过轧制、爆炸、热浸镀以及粘接等方法制成多层材料叠层的平板，再根据产品设计形状，通过冷/热冲压成形方法而获得。然而由于异种材料的屈服应力以及成形性有较大的差异，冲压成形材料界面的变形难以协调，且对厚向叠层顺序有严格的要求，成形中也易产生拉裂、回弹等缺陷。此外，由于金属连接过程易产生脆性的金属间化合物，进一步影响后续塑性变形中的成形性。因此，受成形方法的限制，目前叠层板件的形状较为有限，其应用受到了较大限制。

板料渐进成形是一种局部加载、整体成形的无模柔性成形方法，其利用数控机床、工业机器人或专门开发的数控设备，使压头沿设定的加工轨迹压迫板料依次逐渐、连续发生塑性变形，最终达到所需要的几何形状。而在材料连接领域，电阻焊是一种较为成熟的连接技术。在这种工艺中，叠层板被置于上下滚轮之间，并以滚轮作为电极对板料施加电流和压力，材料通过热-力作用实现冶金结合。对比双点渐进成形与电阻焊的技术可以看出，虽然两种技术分别针对板料的成形和连接，但技术的实施上具有较大的相似性，使两种工艺的融合成为可能。

虽然中国专利CN104607523A提出了一种复合成形方法，该方法针对梯度材料提出将两种板料搅拌、焊合，在材料制备的同时完成了形状的成形，形成带有一定形状的复合板。但是以上装置生成的复合板料表面质量不佳，难以控制搅拌焊合时温度，搅拌摩擦过程较为复杂且轴向力较高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电阻焊的叠层板同步复合双点渐进成形装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于电阻焊的叠层板同步复合双点渐进成形装置，包括分别从两侧成形叠层板的第一压头和第二压头，以及分别用于补偿第一压头和第二压头运动的两个背压气缸，所述第一压头和第二压头分别与两个背压气缸对应连接，装置还包括可调式时变电源，该可调式时变电源的一极连接至第一压头，另一极连接至第二压头，并与第一压头、叠层板和第二压头构成闭合回路。

所述第一压头为半球形压头，所述第二压头为平底圆角压头，且其中第一压头为主动电极压头，第二压头为辅助电极压头。

所述半球压头的球半径范围为2.5～5mm，所述平底圆角压头的平底长度范围为5～10mm，圆角半径范围为2.5～5mm。

所述第一压头和第二压头均为平底圆角压头，其中第一压头和第二压头中一个为主动电极压头，另一个为辅助电极压头。

所述平底圆角压头的平底长度范围为5～10mm，圆角半径范围为2.5～5mm。

所述第一压头和第二压头均由镍基高温合金制成。

一种渐进成形装置的方法，包括：

步骤S1：根据成形件的特征确定第一压头和第二压头的组合类型。