[發明專利]一種金屬板料成形與焊接的裝置及其方法

在審

• 申請號: 202111246903.4
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113857856A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 鄧將華;姚鈺杰;范治松;鄧鵬飛;徐立凱
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B21D26/023;B23K20/08;B23K20/26
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 黃詩錦;蔡學俊

本發明涉及一種金屬板料成形與焊接的裝置及其方法，包括絕緣底座、設置在絕緣底座上的下墊塊、設置在下墊塊上方的上壓塊，所述上壓塊與下墊塊之間從上往下依次設有靶板、飛板、金屬箔片以及待成形板，所述金屬箔片的兩端分別與供電裝置的正、負極接線端子相連接，所述靶板的頂面設有向上凸起的局部凸起部，所述上壓塊的底面設有用于與局部凸起部相配合的容置凹腔；所述下墊塊的頂面設有與局部凸起部的形狀相適應的成型凹腔。本發明設計合理，在焊接的同時可以進行板件成形，并且成形后所得的板件又可用作于下一次焊接的靶板，成形與焊接效果好，而靶板與飛板之間無需使用墊板，可減少裝配、定位時間，提高效率，實現連續化生產。

技術領域：

本發明屬于金屬材料塑性加工的高能率成形領域，尤其涉及一種金屬板料成形與焊接的裝置及其方法。

背景技術：

高能率成形是指在短時間內通過釋放巨大能量使金屬發生變形的成形方法。研究表明，在高應變速率下，材料的成形性能高于傳統成形加工下的成形性能，使材料的極限成形能力得到顯著提高，這種現象稱為“高塑性”。材料的高能率成形屬于動態過程，而非傳統加工方法的準靜態過程，在這種動態過程中，材料會發生組織相變、晶體孿生和絕熱剪切等動力學行為，能夠有效降低難變形材料的成形難度和變形回彈。

高能率成形包括爆炸成形、電液成形、電磁成形等多種方式，其中高能率成形的焊接技術有爆炸焊接、磁脈沖焊接、激光沖擊焊接和箔氣化焊接。然而，針對異種金屬的連接方法來說，爆炸焊接威力巨大須在野外進行作業，難以實現薄板或小區域的焊接，并且炸藥的使用受到諸多因素限制。磁脈沖焊接適用于導電性能良好的材料，導電率低的材料需要借助鋁或銅驅動器間接推動，不僅使材料成本上升，焊接之后驅動器和工件的分離步驟也增加了工藝時間。此外用于高溫、高壓條件下可靠的電磁驅動器不存在或使用壽命有限。激光沖擊焊接是新的工藝技術，存在許多不足，還需繼續投入大量的人力與時間進行研究完善。

箔氣化焊接也叫電爆成形，即在金屬箔上施加脈沖電流，使其迅速升溫汽化，短時間內生成大量膨脹的氣體引起強烈的機械沖擊，可以產生幾個GPa的驅動力。然而，一般的電爆成形需要在飛板和靶板間添加墊板，每次連接時都需要重復的拆卸定位，較為繁瑣，不利于進行連續化的生產。

發明內容：

本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種金屬板料成形與焊接的裝置及其方法，不僅設計合理，而且方便進行連續化生產。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種金屬板料成形與焊接的裝置，包括絕緣底座、設置在絕緣底座上的下墊塊、設置在下墊塊上方的上壓塊，所述上壓塊與下墊塊之間從上往下依次設有靶板、飛板、金屬箔片以及待成形板，所述金屬箔片的兩端分別與供電裝置的正、負極接線端子相連接，所述靶板的頂面設有向上凸起的局部凸起部，所述上壓塊的底面設有用于與局部凸起部相配合的容置凹腔；所述下墊塊的頂面設有與局部凸起部的形狀相適應的成型凹腔。

進一步的，所述絕緣底座的上方設有連接臂，所述連接臂的一端連接有豎向調節組件，連接臂的另一端與上壓塊固定連接。

進一步的，所述絕緣底座上設有支撐墊塊，所述豎向調節組件包括豎向螺桿和平行設于豎向螺桿兩側的一對豎向導桿，所述豎向螺桿和豎向導桿的下端均設置在支撐墊塊上，豎向螺桿和豎向導桿均沿豎向滑動貫穿連接臂，所述連接臂的上下兩側均設有與豎向螺桿相螺接的調高螺母；所述支撐墊塊頂面設有與豎向螺桿相螺接的鎖緊螺母。

進一步的，所述絕緣底座上設有用于容置支撐墊塊的第一安裝槽，所述第一安裝槽的旁側設有用于容置下墊塊的第二安裝槽，所述第二安裝槽沿前后方向貫通。

進一步的，所述下墊塊的左右兩側設有一對傳導銅條，一對傳導銅條的后端分別與金屬箔片的左右兩端相連接，一對傳導銅條的前端分別與供電裝置的正、負極接線端子相連接。