本發明涉及塑性成形設備，特別是涉及一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置及方法。

背景技術：

1、隨著新型材料的開發及其在復雜工況下應用需求的增長，如尖端科技、航空航天、新型電子設備等，對材料性能提出了更高的要求。其中，金屬層合板以及很多難變形輕合金以其獨特的物理特性，廣泛應用于電力傳輸、汽車、高速列車及電子器件等領域。然而，例如鈦/不銹鋼、不銹鋼/銅、不銹鋼/鋁層合板等兩種金屬塑性差異大的金屬組合以及難變形的高強稀土鎂合金、高熵合金等新型材料的成形工藝成為制約這些產品發展的問題所在。

2、電致塑性軋制及矯直作為一種新型制造工藝，它充分利用了電流通過金屬材料時產生的電熱效應，能實現對材料的微觀組織結構和界面組織結構的進行有效調控。電致塑性軋制及矯直技術作為一種高效精良的控制金屬微觀組織的成形方式，其在層狀復合板以及難變形金屬成形領域的應用有利于推動控制材料內部組織結構和提升層狀復合板性能的新型制造技術的發展。

3、然而，現有的通電裝置都為固定式通電，無法滿足多規格板材的柔性通電的需求，且多為滑動式通電，通電效率低，不能進行大電流密度通電。此外，現有通電技術均為板材單側表面通電無法控制整個板材橫截面通電電流分布的均勻性，導致電致塑性軋制及矯直技術應用受到了很大限制。為此，亟需開發一種通電距離任意可調，且能實現多規格板材均勻穩定通電的裝置。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置及方法，以解決上述問題，達到提升板材坯料均勻穩定通電的效果。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下方案：一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：包括機架，傳送組件，可移動升降通電組件，壓力監測組件和紅外溫度監測組件。所述機架前后固接有傳送組件，機架前后的傳送組件上方固接有可移動升降通電組件，通電組件中上導電輥端部和凸臺式旋轉通電接頭連接，傳送組件軋機及矯直機前后任意傳送輥根據需求可作為下導電輥，其端部也與凹槽式旋轉通電接頭連接，機架前后上下導電輥均通過旋轉接頭和脈沖電源連接形成完整電流回路，導電輥端部和右側設有壓力監測組件與紅外測溫監測組件。本發明可以實現多規格板材均勻通電，且前后有效通電距離任意可調。

3、優選的，所述可移動升降通電組件中的支撐架與軋機及矯直機左右兩側牌坊固接，該支撐架包括若干液壓缸和橫向滑軌，通過伸縮液壓缸可調整所述支撐裝置合適高度，從而實現機構的上下移動。

4、優選的，所述可移動升降通電組件上方安裝有滑動折疊通電臂，滑動折疊通電臂底部固接有滑輪，滑輪置于支撐架上方的導軌上，滑動折疊通電臂包含液壓缸、折疊裝置、旋轉通電接頭和上導電輥。

5、優選的，所述滑動折疊通電臂中上導電輥端部為多圈凹槽式接頭與凸臺式旋轉通電接頭內部連接的多圈凸臺式電刷嚙合形成旋轉通電連接件，多圈凹槽式接頭與多圈凸臺式電刷間充分填充有潤滑導電粉，多圈凸臺式電刷的凸起部分上面刻有風車式凸起紋路，在旋轉通電過程中保證潤滑導電粉的均勻分布，增強導電性能的穩定性。

6、優選的，所述潤滑導電粉可為石墨烯或者碳粉等高導電、低摩擦系數的介質材料。

7、優選的，所述壓力監測組件固接于上導電輥端部，所述紅外監測組件位于軋機及矯直機右側，通過所述紅外監測組件可實時監測金屬板材上的溫度，并聯合所述壓力監測組件，實時將數據反饋給脈沖電源控制面板，將金屬板材的通電效果調整至最佳狀態。

8、優選的，所述上導電輥和下導電輥分別置于所軋金屬板材或復合板材坯料上下表面，分別通過上導電輥和下導電輥對板材進行并聯通電，并將軋制及矯直出口處的上導電輥和下導電輥出連接電源形回路，實現全板材對稱均勻通電。

9、一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，包括以下步驟：

10、步驟一：通過所述升降支撐架將所述滑動折疊通電臂置于板材坯料上方，通過所述滑輪在導軌上移動將滑動折疊通電臂置于金屬板材靠近軋制及矯直入口和出口處，通過伸縮液壓缸使上導電輥和下導電輥與板材坯料緊密貼合；

11、步驟二：若干脈沖電源經由所述通電組件將電流輸入所述上導電輥和下導電輥進行聯合通電，所述紅外溫度監測組件和所述壓力監測組件對金屬板溫度及壓力進行監測，并反饋給脈沖電源控制系統，使通電過程形成閉環控制，直至產品數據達到成品要求。

12、本發明具有如下技術效果：

13、1.通過可移動升降通電組件調整上導電輥的上下距離，可滿足任意厚度板材坯料的通電使用要求，且根據不同板材實際所需通電距離，可通過前后滑動折疊通電臂和選擇合適的下導電輥來調整軋制及矯直通電的距離，實現柔性通電軋制及矯直；

14、2.?滑動折疊通電臂可將上導電輥極限伸縮致軋機及矯直機入口和出口側，使通電正負極距離盡可能縮小，減少穿帶通電開頭和結尾無通電部分長度，提高成材率；

15、3.通電裝置采用上下并聯通電的方案，和傳統上表面單側通電相比，板材沿厚度方向上通電的均勻性進一步增強，且本方案在軋機及矯直機右側安裝有紅外溫度檢測組件，可根據板材實際溫度分布及時調整上下導電輥的電流大小，保證板材橫縱向截面均勻穩定通電；

16、4.上下通電裝置均采用恒壓導電輥式通電方式，將傳統滑動式通電改進為滾動式通電，通電效果更加穩定，通電過程磨損更少；

17、5.發明了凹槽式導電輥端部和凸臺式電刷嚙合的旋轉接頭裝置，且中間充分填充有高度潤滑材料，增大了接頭部分接觸面積，使通電更加穩定，能滿足大電流通電需求；

18、6.旋轉接頭凸臺式電刷上面刻有凸起紋路，在旋轉通電過程中可使接頭嚙合區域導電潤滑材料分布的均勻性。

19、本發明的創新之處在于設計了能夠顯著增強導電輥與板材之間的有效接觸通電面積，同時優化板材內部電流的均勻性，并且針對不同厚度，不同材質的板材還可進行不同的操作。通過集成多組脈沖電源與先進的監測組件，構建一個閉環控制系統，我們實現了對板材溫度控制精度的顯著提升，從而確保了加工過程的穩定性和產品質量的優越性。

技術特征：

1.一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：包括機架（1），傳送組件（13），可移動升降通電組件（3），壓力監測組件（8）和紅外溫度監測組件（8）。所述機架前后固接有傳送組件（13），機架前后的傳送組件（13）上方固接有可移動升降通電組件（3），通電組件中上導電輥（5）端部和凸臺式旋轉通電接頭（10）連接，傳送組件中軋機及矯直機前后任意傳送輥根據需求可作為下導電輥（13），其端部也與凹槽式旋轉通電接頭（9）連接，機架前后上下導電輥均通過旋轉接頭和脈沖電源（6）連接形成完整電流回路，導電輥端部和右側設有壓力監測組件（8）與紅外測溫監測組件（8）。本發明可以實現多規格板材均勻通電，且前后有效通電距離任意可調。

2.根據權利要求1所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：所述可移動升降通電組件（3）中的支撐架（2）與軋機及矯直機左右兩側牌坊固接，該支撐架（2）包括若干液壓缸（12）和橫向滑軌，通過伸縮液壓缸（12）可調整所述支撐架（2）置合適高度，從而實現機構的上下移動。

3.根據權利要求1所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：所述可移動升降通電組件（3）上方安裝有滑動折疊通電臂（4），滑動折疊通電臂（4）底部固接有滑輪，滑輪置于支撐架（2）上方的導軌上，滑動折疊通電臂（4）包含液壓缸（12）、折疊裝置（11）、旋轉通電接頭（9）和（10）。

4.根據權利要求2所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：所述滑動折疊通電臂（4）中上導電輥（5）端部為多圈凹槽式旋轉通電接頭（9）與凸臺式旋轉通電接頭（10）連接形成的旋轉通電連接件，多圈凹槽式旋轉通電接頭（9）與多圈凸臺式旋轉通電接頭（10）間充分填充有潤滑導電粉，多圈凸臺式旋轉通電接頭（10）的凸起部分上面刻有風車式凸起紋路，在旋轉通電過程中保證潤滑導電粉的均勻分布，增強導電性能的穩定性。

5.根據權利要求2所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：所述潤滑導電粉可為石墨烯或者碳粉等高導電、低摩擦系數的介質材料。

6.根據權利要求1所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：所述壓力監測組件（8）固接于上導電輥（5）端部，所述紅外監測組件（8）位于軋機及矯直機右側，通過所述紅外監測組件（8）可實時監測金屬板材上的溫度，并聯合所述壓力監測組件（8），實時將數據反饋給脈沖電源控制面板，將金屬板材的通電效果調整至最佳狀態。

7.根據權利要求1所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：所述上導電輥（5）和下導電輥（13）分別置于所軋金屬板材或復合板材坯料上下表面，分別通過上導電輥（5）和下導電輥（13）對板材進行并聯通電，并將軋制及矯直出口處的上導電輥和下導電輥處連接電源形回路，實現全板材對稱均勻通電。

8.一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置的使用方法，基于權利要求1-7任一項所述一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置，其特征在于：包括以下步驟：

技術總結
本發明涉及塑性成形設備的技術領域，特別是涉及一種位置可調電脈沖輔助軋制及矯直通電裝置及方法，裝置包括機架，機架前后固接有傳送組件，機架前后的傳送組件上方固接有可移動升降通電組件，通電組件中上導電輥端部和凹槽式旋轉通電接頭連接，傳送組件中軋機及矯直機前后任意傳送輥根據需求可作為下導電輥，其端部也與凸臺式旋轉通電接頭連接，機架前后上下導電輥均通過旋轉接頭和脈沖電源連接形成完整電流回路，導電輥斷部和右側設有壓力監測組件與紅外測溫監測組件。本發明可以實現多規格板材均勻通電，且前后有效通電距離任意可調。

技術研發人員：高翔宇,陳明宇,程千航,黃志權,馬新博,包嘉誠,楊宇航,劉洋航,韓素珍,郭應龍
受保護的技術使用者：太原科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28