本项目针对制约层状金属复合板材广泛应用的技术瓶颈,提出并系统研究了层状金属复合板件等离子体弧柔性成形的相关理论与技术。项目以不锈钢/低碳钢/不锈钢复合板为研究对象,建立了成形过程中温度场、变形场的数学模型,为定量描述等离子体弧作用下复合板的传热规律和力学行为奠定了基础;研究了直线扫描情况下,主要参数对弯曲变形的影响规律,结合大量实验,对所建模型进行修正,为预测和控制成形精度提供了依据;建立了含缺陷复合板有限元模型,研究了缺陷对板材弯曲变形的影响规律,为优化工艺参数,防止成形失效奠定了基础;设计并构建了成形过程中能量控制装置,建立了弧柱摆动幅度和热流密度分布模型、温度场与变形场有限元模型,研究了气体流量、弧电流等对横向交变磁场作用下弧柱特性的影响规律,弧柱摆动频率、摆动幅度对板材温度场、变形场的影响规律,实现了对加热区宽度以及热流密度分布的准确控制,解决了成形不同厚度比复合板的难题;初步掌握了等离子体弧柔性成形正弦面、圆弧面等典型零件的关键技术。本项目为形成大型层状金属板件的无模具柔性成形新技术、新装备提供了理论和实践依据,在航空航天器、汽车、船舶、化工容器等制造业中拥有广阔的应用前景。
英文主题词Plasma arc; Laminated clad metal sheet; Flexible forming