[发明专利]基于磁脉冲的多层板料复合成形焊接加工方法

说明书

本发明涉及一种基于磁脉冲的多层板料复合成形焊接加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取两块或多块平板待加工板料，分别将其置于模具平台上；S2、按照预先设定好的柔性线圈运动轨迹路线，对两块或多块加工板料进行电磁渐进复合成形焊接，电磁渐进复合成形焊接的过程中通过调节放电回路中电容值及放电电压的大小实现电磁渐进成形与电磁脉冲焊接的耦合，最终实现两块或多块平板待加工板料的一体成形与冶金结合；S3、重复迭代进行上述步骤S2，直至满足加工板料形状精度要求以及力学性能要求。本发明通过将电磁渐进成形与电磁脉冲焊接融合在一起，从而实现了异种金属板料复合成形的同时完成冶金结合。

技术领域

本发明涉及金属成形与焊接技术领域，更具体地说，涉及一种基于磁脉冲的多层板料复合成形焊接加工方法。

背景技术

随着科学技术的发展，现有的制造工艺方案逐渐步入瓶颈，新兴制造工艺技术亟需挖掘。随着节能环保的大力提出，汽车轻量化逐渐成为新能源汽车制造领域的热点话题。以轻质合金为代表的新兴材料逐渐取代传统钢材，越来越多地运用到车身及相关零部件的制造中，异种板料的复合成形连接逐渐成为研究热点。另外在航空航天领域中，由于部分气液体存储的特殊性，对气液体储存箱的材料及制造也提出更高要求，复合板料成形逐渐运用到特殊性气液体储存箱的制造中。受现有制造工艺技术的制约，一方面诸如铝合金等高强轻质合金，由于室温成形性较差，易产生回弹、起皱等缺陷，导致材料的加工精度无法达到使用要求。另一方面，为更好地优化金属材料的使用，多种金属材料复合连接一体化逐渐开始得到关注，但由于异种金属间的导热率、热膨胀系数等相关物理性能相差较大，现有加工工艺方法难以实现。

而现有技术背景中，针对多层板料的复合成形连接，通常是按成形与连接两大加工工序先后完成。基于此，本发明提出一种基于磁脉冲的多层板料复合成形焊接加工方法，利用脉冲电磁力的作用完成多层板料间的成形，同时实现冶金结合。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于磁脉冲的多层板料复合成形焊接加工方法，利用脉冲电磁力的作用完成多层板料间的成形同时实现冶金结合。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于磁脉冲的多层板料复合成形焊接加工方法，包括以下步骤：

S1、取两块或多块平板待加工板料，分别将其置于模具平台上，并利用锁模系统将其固定，两板料间留有空隙；模具平台上方设有柔性成形线圈；

S2、按照预先设定好的柔性线圈运动轨迹路线，对两块或多块加工板料进行电磁渐进复合成形焊接，电磁渐进复合成形焊接的过程中通过调节放电回路中电容值及放电电压的大小实现电磁渐进成形与电磁脉冲焊接的耦合，即成形的同时完成焊接，最终实现两块或多块平板待加工板料的一体成形与冶金结合；

S3、重复迭代进行上述步骤S2，直至满足加工板料形状精度要求以及力学性能要求。

上述方案中，所述待加工板料为铝合金、镁合金、铜合金、钛合金或钢。

上述方案中，所述步骤S1之前还包括步骤S0、对所述待加工板料预冲压成形10％-30％。

上述方案中，所述柔性成形线圈内嵌于环氧树脂端头，所述环氧树脂端头与可旋转移动的支架连接。

上述方案中，所述柔性成形线圈与集磁器之间填充绝缘材料，组合成一体。

上述方案中，当放电电流的脉冲频率为8×10³-5×10⁴Hz时，配合6kV以上放电电压，在实现电磁成形的同时完成电磁焊接。

上述方案中，所述的电磁渐进成形与电磁脉冲焊接之间的切换，依靠外接集磁器来实现磁能的聚集以及磁场的放大，集磁器布置于跑道形柔性线圈下方。

上述方案中，在进行电磁渐进成形前，应通过锁模系统装置对待加工板料的位置进行调节，且保证各板料间留有空隙。