[发明专利]一种利用电磁力辅助船体外板线加热成形的加工方法

摘要

一种利用电磁力辅助船体外板线加热成形的加工方法，属于船体外板成形加工技术领域。在线加热成形的过程中，利用电磁力辅助钢板成形，将电磁线圈置于钢板上方并调整其位置，由于电磁线圈产生的磁场对钢板中的涡流产生作用，导致电磁线圈和钢板之间产生相互作用的电磁力，径向电磁力对钢板挤压，促进钢板局部横向收缩，而轴向电磁力使钢板产生角变形；同时通过调整电流参数改变电磁力大小，从而在线加热成形过程中控制钢板的应力和应变的变化。该方法相比传统水火弯板工作效率高，成本低，避免由于温度过高引起的材料性能恶化和裂纹的产生。整套工艺操作方便，稳定性较高，重复性较好，如铝合金板等也可以采用这种方法，通用性高。

主权项

一种利用电磁力辅助船体外板线加热成形的加工方法，其特征是：在线加热成形的过程中，利用电磁力辅助钢板（7）成形，将电磁线圈（6）置于钢板（7）上方并调整其位置，当脉冲电流经过电磁线圈（6）时，电磁线圈（6）周围产生变化的磁场，钢板（7）内产生感应涡流；由于电磁线圈（6）产生的磁场对钢板（7）中的涡流产生作用，导致电磁线圈（6）和钢板（7）之间产生相互作用的电磁力，电磁力分为径向电磁力和轴向电磁力，径向电磁力对钢板（7）挤压，促进钢板（7）局部横向收缩，而轴向电磁力使钢板（7）产生角变形；同时通过调整电流参数改变电磁力大小，从而在线加热成形过程中控制钢板（7）的应力和应变的变化；所述方法包括下列步骤：（a）根据待加工钢板（7）的设计曲面形状，利用参数预报软件预报电磁力辅助线加热成形的加工工艺参数；（b）在钢板表面的加热线（8）位置处划线，然后用钻头定位器在加热线左右两侧加或减50mm处打点标记测量点，并测量加工前每对测量点之间的距离和各肋位处的挠度偏差；（c）启动水火弯板机器人（1），通过控制面板（3）输入加工工艺参数，对钢板进行扫描和定位；（d）待火焰喷嘴（2）移动到加热线指定位置后点火对钢板进行加工，同时利用冷却水进行跟踪冷却；当上一条加热线的水火弯板过程加工完成后，撤离热源，将电磁线圈（6）移动到此条加热线的上方；（e）启动电磁力辅助工艺装置，调整电流参数，施加电磁力辅助钢板成形；（f）待钢板温度下降到适宜范围，关闭电磁力辅助工艺装置，停止电磁力辅助加工；（g）将热源移动到下一条加热线位置，重复步骤（c）‑（f），直到对所有加热线位置完成加工；（h）待钢板（7）冷却至室温后测量加工后各肋位处挠度偏差和各对测量点之间的局部收缩量，记录实验数据；然后利用根据设计曲面调节好的活络样板，判断钢板（7）成形曲面是否满足设计要求，如果满足，停止一切加工；如果不满足，修改水火弯板和电磁力辅助装置的工艺参数，重新加工，直至获得满足设计要求的曲面。