校形线圈的结构参数是影响管件校形精度的重要因素,针对直径23mm,壁厚1mm的TC4钛合金焊接管件端口进行电磁校圆,通过改变线圈截面形状、层数以及线圈与管件的相对位置,采用数值模拟方法研究胀形时管件受到的电磁力和不同结构参数下校形线圈的电感和电阻,得到了成形瞬间的放电电流波形。将模拟结果与实际情况进行比较,结果表明放电回路电感一定时,矩形线圈自身电阻较小,产生的电磁力较大;校形能量低时可以采用增加校形线圈层数来提高管件校形精度,过多增加校形线圈层数后校形精度提升不明显;合理选择校形深度可以改变电磁力的分布,提高管件端口圆度。

运用ANSYS中的3D Maxwell与Transient structural进行耦合计算,对电磁胀形过程中铝合金管件受到的电磁力、等效应力以及径向变形量进行了有限元模拟,研究了成形螺线管线圈与铝合金管件在相对高度不同的情况下,随着螺线管线圈内径的改变,铝合金管件受到的电磁力的大小与产生变形量的变化情况。通过ANSYS软件的耦合分析发现在电压为5500V螺线管线圈高度一定的情况下,随着螺线管线圈内径的缩小,铝合金管件的变形量显著降低。同时在螺线管线圈内径为R=9.9mm时,铝合金管件的变形量最为均匀且圆度可达0.1374mm,成形效果最佳。

对电磁脉冲焊接射流形成的条件和异种金属的焊接机理进行了研究,应用Maxwell软件对放电波形及电磁力进行仿真,采用该方法对TC4钛合金和3A21铝合金板材进行搭接焊试验,并对焊接截面进行金相组织检测及显微硬度分析。结果表明：电磁脉冲焊接方法可以实现异种金属板材的搭接焊,射流的形成是实现搭接焊的必要条件;TC4屈服强度影响接合面波浪形态的波幅,TC4表面粗糙度影响波浪形态的波长;焊接区存在晶粒细化、滑移错动,使焊接区硬度高于基材硬度。