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ARCHIMEDES EMW-200

电磁脉冲焊机系列

一、电磁辅助成形 系统总体介绍

  电磁成形属于高能 (高速率)成形技术,首先需 要把电能储存在高压电容器中,当高压开关闭合时,能电容对线圈快速放电( us级)并在其周围产生变 化的脉冲磁场,该脉冲磁场穿过工件时就会在金属工件中产生感应电流(涡流),带电的金属工件 处于急剧变化的磁场中就会受到磁场力的作用,当这股磁压力达到材料的屈服强度时,金属工件将发生塑性变形,达到成形金属零件的目的。
  电磁成形技术具有 加工能量易于精确控制、成形速度快、成形工件精度高、成形后零件弹复小、可提高材料塑性变形能力、模具简单及设备通用性强、利于采用复合工艺及实现自动化生产、整个成形过程绿色、环保等特点,现已广泛应用于航空、 航天、兵器工业、汽车制造、轻化工及仪器仪表及电子等诸多领域。

  电磁成形可广泛应 用于平板成形、板材冲裁、冲孔、管材电磁胀形和缩径、翻边和连接、压印和成形、多工序复合成形、组装件的装配、粉末压实、电磁铆接、电磁焊接及放射性物质的封存等,对一些特殊零件是优先选用的成形方法。如大型构件 的精密校形、膜片无毛刺冲裁、复杂外形管件加工、导弹卡箍成形、仪器舱校形、飞机透平发动机舱成形、扭矩轴及连杆装配;汽车空气调节储存器、热交换器、万向接头架、凸轮、齿轮等与驱动轴或万向轴管的连接;熔断器、 绝缘器等电子元件的装配;核工业中燃料棒的成形、核废料容器的密封;电磁铆接已被泛用于波音737、747、767;而电磁粉末压制 为电磁成形技术在功能陶瓷行业、敏感元件和感器行业又开辟了广阔的应用前景。

1.1电磁脉冲焊机简介

 电磁焊接助一般认 为同爆炸焊接机理相同,每当储能电容器放 电时,线圈产生一瞬时、 高压、高速的冲压波作用在一金属附件上,使其以高速向另一 金属基件猛烈撞击,在两金属接触界面 的一些先撞击点将产生“射流”以及高应变速率的 金属塑性流动。“射流”作用的结果是冲刷 或清除了两金属待复合面的氧化层及吸附层,使两洁净的金属表 面在高压下紧密结合而形成金属键连接,随着变形,即复合过程的进行 ,金属键逐步扩大到 整个连接面,达到复合或焊接的 目的。电磁焊接所需的变形力由螺线管线圈提供。

传统去除焊接应力 的方法:预应力法和预拉伸法、振动时效消应力法、随焊冲击碾压法、温差拉伸法、随焊锤击法等。
虽然这些方法在某 些场合起到了不错的效果,但由于各自的特点,存在一些不足。
⑴ 预应力法和预 拉伸法由于受到拉伸设备及焊缝形式的限制难以广泛应用;
⑵ 使用振动时效 消应力法,如果振动不当会对结构的疲劳性能造成影响;
⑶ 随焊冲击碾压 法只适用于薄板焊接,而且随着焊接规范及焊接材料的变化,冲击碾压轮的尺寸需要重新设计及制造;
⑷ 温差拉伸法不 但不能减小焊件的横向收缩,反而会使横向收缩有增大的趋势,因此不适用于封闭焊缝的焊接;
⑸ 随焊锤击法锤 击面粗糙,工件表面光洁度差,实际焊接封闭焊缝时实现起来比较困难。
针对薄板构件焊接 残余应力和变形较大的特点,提出了电磁冲击控制焊接应力变形的方法。
电磁冲击控制焊接 应力变形是基于电磁感应原理提出的一种控制焊接变形的方法。其主要原理是:利用线圈对工件施加的电磁力的作用,使得焊缝中的残余压缩塑性变形得到充分的延展,从而达到降低焊缝残余应力减小焊接变形的目的。
薄板焊接时常常出 现挠曲变形,因此可以用挠曲变形的最大挠度来衡量控制焊接变形的效果。

二、电磁辅助成形 EMF 60系统组成

  本套电磁辅助成形 系统主要包含三部分:控制柜、储能电容柜 和爆焊支架。

2.1 控制柜

  控制柜包括机柜、 操作面板、充放电控制电路等。储能电容柜 主要包括个的脉冲电容、变压器以及真空开关。设有电源开关、暂停、充电、放电、复位按钮及工作电压设定旋钮,装有电压表和各种 指示灯来显示设备的工作状态信息传达显示方法,包括仪表显示、声 响信息传达、触觉信息传达、符号传达等。操纵控制技术,包括机器的操纵装 置、仪表控制装置、键盘技术等。安全保障技术,包括机器保险装置 、防止人为的失误、事故控制方法、救援方法、安全措施等。

2.2储能电容柜

充电回路是电磁成形机 的重要环节,它必须可靠、高效 地给储能电容充电。充电回路包括第一级直流电源、第二级开关充电电源、升压变压器、整流电路及相应保护电路。充电回路的作用是把交流电经过升压、整流等变换,转变成储能电容中 的能量。这个回路由第一级直流电源、第二级半桥逆变电路、高压升压变压器、高压大电流整流硅堆、限流电阻、储能电容、采样电阻组成。充电回路的工作过程为进线的交流电,经过整流桥和滤波 电容,得到左右的直流电 压,该电压作为第二级 半桥逆变电路的输入第二级逆变电路经由逆变,变压器输入的电压 脉冲,高压变压器把电压 升高到充电电压,经过整流后 ,通过限流电阻给电 容充电。采样电阻上的采样电压送给比较电路板,与设定基准电压比 较,到达预先设定的充 电电压就停止充电。

显示及设置:  

  通过多圈精密电位 器调节输出电压值,通过数显表显示工作电压、电流值。故障指示通过故障指示灯指示。 

连接器: 

输出高电压通过高 压接头连接,安全可靠。

储能电容主要特点 :

 ·功耗低,适宜于大 功率、大电流、高耐压、高浪涌应用;

 ·具有最好的容量和 体积性能比;

 ·随温度变化小,使 用寿命长;

 ·反峰电压可达最高 ;

 ·高储能,耐高脉冲电流能力 ;

 ·自恢复特性好,性 能稳定;

 ·低电感,低ESR;

 ·外壳材料为不锈钢 或冷轧板、安装方便 。

  2.3成形部分

成形部分包括成形 线圈、模具和工作台。

三、 技术参数:

项  目

规       格

能量(KJ)

10     25    50    100    200   300   500   1000

电压(KV)

0.45   1   2   3   5   10   20   30   50   100   200

电容量

500~10000μF (可调整)

容量偏差

一般±5%,根据要求可以更 小

输入电压

AC380V 50Hz;AC220V 50Hz

输出电压

0.45   1   2   3   5   10   20   30   50   100   200
(各个量程范围内 连续可调)

电源输出功率

20000W,40000W,80000W等可选

开关

晶闸管/机械开关(可选)

控制方式

PLC/按钮开关(可选)

电压稳定度

≤1%

 

 

负载稳定度

≤1%

输出纹波

≤1%

显示

具有电压、电流显 示

冷却方式

风冷

使用环境温度宽

-40℃~+75℃

使用地点

工厂生产环境

等效串联电阻

ESR≤5mΩ

保护措施

过压保护/过流保护/机械保护

测试系统(可选)

应力应变测试系统 及瞬间电流测试系统

线圈

依据用户需求定制

可选附件

真空焊接装置 /真空压制/高温真空压制 /电磁铆接

 

 

 
 

 

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