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（專利號：ZL 201510560020.9） 簡介：本發(fā)明公開一種金屬薄板塑性復(fù)合脹型成形方法，屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域。該成形方法首先利用脹形對金屬薄板進(jìn)行預(yù)成形，脹形深度根據(jù)成形角的大小進(jìn)行計(jì)算得出，然后將預(yù)成形后的金屬薄板放置在板料數(shù)控漸進(jìn)成形機(jī)床上進(jìn)行加工成形。該復(fù)合成形方法是將數(shù)字化板料數(shù)控漸進(jìn)成形與傳統(tǒng)球型脹形成形有機(jī)結(jié)合起來，通過兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)而達(dá)到特殊的成形效果。實(shí)驗(yàn)表明，球型脹形和板料數(shù)控漸進(jìn)成形結(jié)合的復(fù)合成形方法相比其它復(fù)合成形的方法，可以有效改善金屬薄板塑性成形加工時(shí)間過長、以及成形大成形角零件困難等技術(shù)問題，尤其是對成形大成形角的零件，本發(fā)明成形方法相比其它復(fù)合成形方法具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。

成果簡介在 21 世紀(jì)的航空航天、 電子、 儀器、 紡織、 印刷、 醫(yī)療器械和汽車等工業(yè)領(lǐng)域中， 以微小群孔/群坑為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的零部件使用越來越廣泛， 例如光纖連接器、 噴絲板、 電子顯微光柵、 微噴嘴、 過濾網(wǎng)、 冷氣導(dǎo)管、 印刷電路板、 摩擦副表面用于減磨的微細(xì)群坑結(jié)構(gòu)等。 目前， 加工微小群孔的方法主要有： 機(jī)械加工、激光加工、 電火花加工、 掩膜電解加工和電子束加工。 但這些加工方式或多或少均存在著一些問題， 機(jī)械加工易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和毛刺； 激光加工效率高， 但其加工后的孔壁有再鑄

該產(chǎn)品采用77B、82B、70#材質(zhì)生產(chǎn)，屬低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲，主要應(yīng)用于鐵路軌枕用預(yù)應(yīng)力鋼絲、高速鐵路軌道板預(yù)應(yīng)力鋼絲、電桿用預(yù)應(yīng)力鋼絲、雙T板用預(yù)應(yīng)力鋼絲、各種預(yù)應(yīng)力工程用鋼絲。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途：近年來我國鋼材年消耗量迅速增加，焊接工 程量巨大，高效化焊接成為焊接技術(shù)發(fā)展的主流。MAG/CO2 焊由于其易于實(shí)現(xiàn) 自動化、抗銹低氫、成本低以及可進(jìn)行全位置焊接等優(yōu)點(diǎn)，成為高效化焊接方法 的重要選擇。在我國，以 MAG/CO2 焊為主的氣體保護(hù)焊工藝應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國 家相比仍有較大差距，但發(fā)展較快。據(jù)統(tǒng)計(jì)：1999 年，我國的氣體保護(hù)焊在整 個(gè)焊接工藝中所占的比例約為 10%，而日本和美國則達(dá) 70%左右；2002 年我國 此比例達(dá)到了約 17%，預(yù)計(jì) 2005 年可以達(dá)到 22~25%。在我國以 MAG/CO2焊為 主的氣體保護(hù)焊在很大范圍內(nèi)正逐步取代焊條電弧焊，極具發(fā)展?jié)摿Α?MAG/CO2 氣體保護(hù)焊短路過渡方式應(yīng)用非常突出，國內(nèi)外研究人員的研究 證明：采用 MAG/CO2 焊短路過渡形式，可以有效地防止高速焊接(1m/min 以上) 時(shí)形成的焊接缺陷。但由于 MAG/CO2 焊保護(hù)氣體本身的物理性質(zhì)所決定的，使 用活性 CO2 氣體保護(hù)的焊接無論是采用細(xì)絲短路過渡方式，還是粗絲大電流的顆 粒過渡方式，都會造成較大的飛濺，在短路過渡方式中，焊縫成形差也是很大的 問題。著名的 STT 控制法利用對電流電壓的快速控制，大大降低了短路過渡過程 的飛濺，改善了焊縫成形，但也只適用于電流較小的場合，用于高速焊接需要大 電流的場合時(shí)仍存在飛濺大等不足之處。 該技術(shù)主要解決純 CO2 氣體保護(hù)焊或低氬保護(hù) MAG 焊時(shí)短路過渡的飛濺和 焊縫成形問題。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：該系統(tǒng)利用傳感器采集信息，由單片機(jī)系統(tǒng)對焊 接過程的信息進(jìn)行分析，控制逆變弧焊電源的輸出。 關(guān)鍵問題在于實(shí)時(shí)控制的及時(shí)性。短路過渡存在大量快速的瞬態(tài)過程，需要 122天津大學(xué)科技成果選編 123 控制電路及時(shí)做出響應(yīng)，有很大難度。美國林肯公司的 STT 焊機(jī)利用 IGBT 功率 開關(guān)并聯(lián)限流電阻的方法，可以非常迅速地減小電流，對于防止飛濺非常有利。 但 IGBT 的工作條件非常嚴(yán)酷，限制了利用 IGBT 功率開關(guān)進(jìn)行深入的研究，也使 其局限于較小電流的場合。受上述條件的制約，我們必須考慮其他的選擇。 本技術(shù)找到了一種預(yù)判短路過程的方法，采用高速模擬電路為主并結(jié)合單片 機(jī)的中斷處理方法加以控制；而對短路過渡相對穩(wěn)定的過程，其控制則以單片機(jī) 為主，可以進(jìn)行信息融合運(yùn)算，甚至可以進(jìn)行瞬態(tài)過程的預(yù)判運(yùn)算。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況：國際先進(jìn)，國家發(fā)明專利。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：目前 CO2 焊的飛濺問題的解決主要采用：a.純氬 或混合氣保護(hù)，氣體成本高；b.利用進(jìn)口 STT 焊機(jī)，在低速焊、小電流范圍應(yīng)用， 焊機(jī)成本高；c.采用藥芯焊絲，焊絲成本高，且只能焊接中厚板，不能短路過渡 焊。這些解決方法都并不令人十分滿意，因而本技術(shù)有很好的的實(shí)際應(yīng)用前景。 本技術(shù)可將飛濺率降為普通短路過渡的 1/2~1/3 以下，以一個(gè)年消耗焊絲 500~1000 噸的大中型企業(yè)計(jì)算，每年僅焊絲飛濺造成的損失就可減少數(shù)十萬元， 尚不包括清理飛濺所投入的人力物力。而本技術(shù)在普通逆變焊機(jī)基礎(chǔ)上加上 500~1000 元的一次性的材料成本投入，即可大幅度提高焊機(jī)的性能。 應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)械、船舶、鋼結(jié)構(gòu)、汽車等眾多行業(yè)。 

內(nèi)容介紹： 根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行真空擴(kuò)散焊工藝開發(fā)和設(shè)備設(shè)計(jì)制造，形成多項(xiàng)自主 知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)。適用于難焊材料的焊接、異質(zhì)材料組配、雙層或多層網(wǎng)/板 的分層實(shí)體制造、封閉復(fù)雜型腔結(jié)構(gòu)制造。該技術(shù)獲發(fā)明專利3項(xiàng)。性能指標(biāo)：1 .最高焊接溫度1450°C

鋁或鋁合金與鋼之間的熱物理性能差異較大，尤其是熔點(diǎn)、比重、熱膨脹系數(shù)等的巨大差異，導(dǎo)致鋁與鋼之間難以直接進(jìn)行弧焊。為了實(shí)現(xiàn)鋁與鋼之間的可靠焊接，經(jīng)常需要在鋼表面鍍上鋅、鋁或其他金屬，或者在鋁與鋼之間放置過渡層金屬或雙金屬片，從而將鋁與鋼之間的焊接轉(zhuǎn)化為鋁與過渡層金屬之間的連接。然而，在鋼表面鍍過渡層金屬增加了工藝步驟和制造成本，而且，即使增加了過渡層金屬，也并不能保證鋁-鋼焊接接頭的可靠性。該技術(shù)可以直接將鋁合金與不銹鋼采用弧焊技術(shù)連接在一起，鋼表面不用鍍過渡層金屬。拉伸測試結(jié)果表明，鋁-鋼接頭斷裂

依據(jù)焊條在焊接過程中的冶金原理、并根據(jù)合金化機(jī)理和礦物粉的各自特性，以純鎳絲為焊芯，采用國產(chǎn)原材料研發(fā)出反比例配方的鎳基合金焊條NiCrFe-9。中國用于9%鎳鋼焊接的超低溫鎳基合金焊條全部依賴進(jìn)口。我國研制的SJTU-ENiCrFe-9鎳基合金焊條的工藝性能優(yōu)于同類國外產(chǎn)品（焊條無發(fā)紅現(xiàn)象、脫渣容易、熔渣覆蓋均勻）；焊條溶敷金屬拉伸性能與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，超低溫沖擊功平均值高于同類國外產(chǎn)品約40%。

 該項(xiàng)目通過適合于爐卷軋機(jī)HTP生產(chǎn)成本最低化的X80普通管線鋼的成分設(shè)計(jì)，鋼的純凈度控制工藝技術(shù)，無缺陷連鑄坯的工藝技術(shù)參數(shù)研究，連鑄板坯緩冷工藝、加熱曲線與控制研究，爐卷軋制條件下，HTP工藝方案的研究等一系列研究工作，結(jié)合南鋼3500爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線的技術(shù)裝備研究開發(fā)出合理、完善的爐卷軋機(jī)HTP工藝生產(chǎn)大口徑X80管線鋼（板、卷）工業(yè)性生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程，通過工業(yè)性生產(chǎn)試制分析、組織性能控制，獲得針狀鐵素體組織和強(qiáng)韌化力學(xué)性能，并在此基礎(chǔ)上，通過生產(chǎn)工藝優(yōu)化，達(dá)到了穩(wěn)定、批量生產(chǎn)大口徑X80管線鋼（板、卷）的項(xiàng)目目標(biāo)。產(chǎn)品經(jīng)專業(yè)檢測部門檢測和多家制管廠使用檢測表明，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足相關(guān)技術(shù)要求，并具有沖擊韌性高、冷脆轉(zhuǎn)變溫度低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，滿足西氣東輸二線等國家重點(diǎn)管道工程建設(shè)的技術(shù)要求。