[发明专利]一种航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置及方法

权利要求书

1.一种航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，包括电场生成装置、磁场生成装置、执行装置、监测装置；

所述电场生成装置包括电脉冲发生器和霍尔电流传感器，其中电脉冲发生器的输出端接触点与上导电轴输入端接触点连接，用于提供不同脉冲波形电流信号；霍尔电流传感器输入端接触点与下导电轴输出端接触点连接，用于实时收集电脉冲发生器发送的电脉冲信号数据；

所述磁场发生装置包括磁脉冲波形发生器、高压输出电源、励磁线圈、线圈支撑平台，所述线圈支撑平台固定不动，用于为线圈固定与安装，所述脉冲波形发生器输出端接触点与高压输出电源输入端接触点连接，用于提供不同脉冲波形以便激发不同强度梯度磁场；所述高压输出电源输入端接触点和输出端接触点分别与励磁线圈的两端连接，用于将脉冲波形的电压进行放大，从而为励磁线圈提供高电压脉冲波形；所述励磁线圈外形为螺旋形，励磁线圈接通高电压脉冲波形将会在其附件空间激发磁场，励磁线圈和航发钛合金叶片材料垂直方向以中轴线重合来进行布置安装；

所述执行装置包括液压气缸、联轴器、传动轴、传动支架、上导电轴、上导电电极、下导电电极、下导电轴，所述固定支架、下导电轴、下导电电极位置固定不动，用于航发钛合金叶片材料初始定位与安装；所述液压气缸、联轴器、传动轴、传动支架、上导电轴、上导电电极为可移动部件，通过控制液压气缸来调节上导电电极与下导电电极之间的间距，用于航发钛合金叶片材料的定位与固定；

所述监测装置包括示波器、红外热像仪、个人计算机，所述示波器用于实时监测电脉冲信号，用于确定电流脉冲信号是否失真；所述红外热像仪在水平方向与航发钛合金叶片材料安装，用于实时收集叶片材料构件表面温度数据；所述个人计算机与电脉冲发生器连接，用于编辑合适电脉冲波形并将波形发送到电脉冲发生器；所述个人计算机同时可与红外热像仪连接，用于将红外热像仪的数据实时传输给个人计算机，实时显示航发钛合金叶片材料表面温度变化。

2.根据权利要求1所述的航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，所述电脉冲发生器的电脉冲强度范围为1～10⁶A/cm²。

3.根据权利要求1所述的航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，所述脉冲发生器的脉冲个数范围为1～9999个。

4.根据权利要求1所述的航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，所述高压输出电路的输出电压范围为0～380V。

5.根据权利要求1所述的航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，所述励磁线圈的磁脉冲强度范围为0.001～100特斯拉。

6.根据权利要求1所述的航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，所述导电电极包括上导电电极和下导电电极，上导电电极、下导电电极、航发钛合金叶片材料、励磁线圈在垂直方向中轴线重合布置安装固定。

7.根据权利要求1所述航发钛合金叶片材料两端面设计为与导电电极端面配合的平面造型，以实现导电电极与航发钛合金叶片材料的紧密配合，避免航发钛合金叶片材料在电脉冲作用下倾斜塌陷。

8.一种航发钛合金叶片材料电磁复合场原位调控技术装置，其特征在于，该方法适用权利要求1至7任一项所述装置，包括以下步骤：

S1、依据选定的航发钛合金叶片材料制备与之适配的执行装置与磁场发生装置，并准备一套电场发生装置和一套监测装置；

S2、设备安装与调节：先将载有励磁线圈的线圈支撑平台置于支撑平台上方安装固定，然后将航发钛合金叶片材料放置于下导电电极上方，使得航发钛合金叶片材料工件与励磁线圈的垂直方向中轴线重合完成工件的初始定位；启动液压气缸来调节上导电电极和下导电电极之间的间距，完成航发钛合金叶片材料固定与定位；

将电脉冲发生器的输入端触点和输出端触点分别接触上导电轴和下导电轴，以航发钛合金叶片材料为导体构成回路；

将高压输出电源的输出端正负极分别与磁脉冲发生器的输入端触点和输出端触点连接，以励磁线圈为导体构成磁场回路；

将红外热像仪的镜头以水平方向对准航发钛合金叶片材料进行安装固定，并将信号数据线与个人计算机连接；

S3、开启红外热像仪，实时采集航发钛合金叶片材料的温度数据；开启高压输出电源和磁脉冲波形发生器，选择所需要脉冲波形以激发磁场；开启电脉冲发生器产生脉冲电流，以激发电场，使构件表面产生剧烈塑性变形，实现航发叶片表面纳米强化，同时通过个人计算机实时显示脉冲电流信号和航发钛合金叶片材料构件表面温度。