Abstract: Представлена разработка усовершенствованной конструкции формирователя поля для технологии магнитно-импульсной сварки тонколистовых металлических заготовок, проведенная с применением метода конечных элементов для комплексного анализа взаимодействия электромагнитных и механических процессов. Результаты исследования полученной оптимизированной конструкции показали, что она обеспечивает достижение максимальной индукции магнитного поля 45 Тл и пикового значения силы Лоренца 6,9  105 Н/мм3. Установлено, что при скорости соударения пластин до 600 м/с и угле косого соударения 20° формируются качественные сварные соединения, имеющие длину контакта 10 мм. Особое внимание уделено механизму индукции вторичных токов, возникающих при протекании первичного тока через катушку и создающих концентрированное электромагнитное поле, воздействующее на титановые CP-Ti и медные Cu110 заготовки в процессе сварки. На основе результатов исследований разработаны практические рекомендации по подбору оптимальных геометрических характеристик и материалов для изготовления формирователей поля. Установлено, что латунные формирователи, применяемые в магнитно-импульсной сварке, демонстрируют наилучшее сочетание показателей электропроводности и механической прочности, благодаря чему достигается эффективное функционирование всей системы. При работе с титановыми заготовками рекомендуется использовать формирователи с увеличенной рабочей зоной, обеспечивающей более интенсивное воздействие, а для медных деталей достаточно формирователей компактной конструкции. К основным проектным параметрам относятся радиус кривизны, согласованный с конфигурацией катушки, и расчетная толщина стенок, которая должна обеспечивать одновременно механическую прочность конструкции и эффективное перераспределение электромагнитного поля. Предложенные решения помогают добиться стабильного качества соединения разнородных металлов, а также способствуют развитию технологии магнитно-импульсной сварки. Полученные результаты имеют большое значение для электротехнической и машиностроительной отраслей промышленности, так как способствуют повышению надежности и воспроизводимости процесса сварки ответственных конструкций и вносят существенный вклад в развитие технологии магнитно-импульсной сварки.

Cite: Ахмед Солиман М.Э. , Анисимов А.Г.
Численное исследование напряженно-деформированного состояния для проектирования формирователя поля для магнитно-импульсной сварки листовых деталей
Инженерный журнал: наука и инновации. 2025. №8.

Dates:

Submitted:

May 19, 2025

Identifiers: No identifiers

Citing: Пока нет цитирований