本发明属于电磁脉冲焊接，尤其涉及一种脉冲电流辅助电磁焊接装置及使用方法。
背景技术：
1、电磁脉冲焊接技术始于上世纪七十年代，是在电磁成形技术的基础上发展起来的一种较为新型的焊接工艺。电磁脉冲焊接将电磁成形设备中贮存的电能通过放电回路转化为金属材料的动能，通过两种材料的高速碰撞实现异种金属材料间的冶金结合。相较于传统的熔焊，电磁脉冲焊接技术是一种固相焊接技术。在高强脉冲电磁力的作用下，由于存在不同金属元素浓度梯度，界面材料在高压、高温环境下会发生塑性变形和局部熔化，机体发生金属原子间的相互扩散，实现异种金属之间的冶金结合；同时，由于没有明显的焊缝产生，因此可以避免热影响区存在的缺陷和潜在危害。由于电磁脉冲焊接技术与熔焊相比存在诸多优势，使得其在铝合金、镁合金和钛合金等同种/异种金属焊接中得到广泛的应用。
2、然而，在现有电磁脉冲焊接装置的焊接过程中，当外管与内棒的碰撞速度较大时，焊接接头界面会存在裂纹、孔隙等缺陷；同时，由于外管的塑性形变较大，对于铝、镁、钛等塑性较差的金属，在塑性形变最大的位置，可能会产生微裂纹，拉伸测试结果为在缩颈最大处断裂，从而降低接头的承载能力；此外，由于外管与内棒高速碰撞，外管和内棒由于剧烈塑性形变会产生较大的残余应力，通常外管上为残余拉应力，内棒上为残余压应力，由于残余应力的存在，会影响焊接接头的力学性能和疲劳性能。
3、由此可见，采用现有电磁脉冲焊接装置进行焊接时，容易产生较大的残余应力和微裂纹问题，导致接头承载能力较差。
技术实现思路
1、本发明提供一种脉冲电流辅助电磁焊接装置及使用方法，以解决采用现有电磁脉冲焊接装置进行焊接时，容易产生较大的残余应力和微裂纹问题，导致接头承载能力较差的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术内容：
3、一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，包括脉冲电流发生单元和电磁焊接单元；
4、所述电磁焊接单元包括放电组件、内棒和外管；
5、所述放电组件用于产生强磁场，从而在外管表面产生电磁斥力，所述内棒和所述外管能够在电磁斥力的作用下发生碰撞以完成电磁焊接；
6、所述脉冲电流发生单元包括脉冲电流发生组件，所述脉冲电流发生组件用于在内棒和外管发生碰撞时发出脉冲电流，使得所述内棒和所述外管的焊接面在脉冲电流作用下进行修复和改善。
7、进一步地，所述放电组件包括磁场线圈、第二脉冲电容器组、放电开关和第二充电机；
8、所述磁场线圈与所述第二脉冲电容器组串联连接至所述第二充电机的两端；
9、所述放电开关设置在所述磁场线圈与所述第二脉冲电容器组形成的放电回路上。
10、进一步地，所述第二脉冲电容器组还与大地相接。
11、进一步地，所述脉冲电流发生组件包括第一脉冲电容器组和第一充电机；所述第一脉冲电容器组的一端分别与所述第一充电机的一端以及所述外管相连，另一端分别与所述第一充电机的另一端以及所述内棒相连。
12、进一步地，所述第一脉冲电容器组的一端还与大地相接。
13、进一步地，还包括集磁力单元，所述集磁力单元用于将所述放电组件产生的强磁场进行集中，以供所述内棒和所述外管能够在集中后的电磁斥力的作用下发生碰撞。
14、进一步地，所述集磁力单元采用集磁器；所述磁场线圈产生的强磁场通过所述集磁器约束至集磁器中心工作区处。
15、进一步地，所述内棒插设于所述外管一端设置，所述内棒与所述外管之间形成有间隙。
16、进一步地，所述脉冲电流发生组件采用的充电电压小于所述内棒与所述外管的间隙耐压。
17、一种脉冲电流辅助电磁焊接装置的使用方法，基于上述一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，包括：
18、启动放电组件，产生强磁场，内棒和外管在电磁斥力的作用下发生碰撞以完成电磁焊接；
19、在内棒和外管发生碰撞时，使得脉冲电流发生组件导通并产生脉冲电流，内棒和外管的的焊接面在脉冲电流作用下进行修复和改善。
20、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
21、本发明提供了一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，本电磁焊接装置包括电磁焊接单元和脉冲电流发生单元，电磁焊接单元包括用于产生强磁场的放电组件以及内棒和外管；作为电磁焊接装置的外管和内棒同时还作为脉冲电流发生单元中脉冲电流发生组件的放电开关，当电磁焊接单元放电时，在电磁斥力的作用下，外管高速形变碰撞内棒，当发生碰撞时，脉冲电流发生组件放电产生脉冲电流，在脉冲电流的作用下，一方面可以细化焊接界面晶粒，增强焊接接头力学性能；同时，对焊接界面处的裂纹和孔洞还能进行融合，并且会消除接头内部部分残余应力；另一方面还可以提高电磁焊接接头塑性，防止外管塑性形变过大，产生裂纹等缺陷。
22、优选地，本发明中，放电组件包括磁场线圈、第二脉冲电容器组、放电开关和第二充电机，这种设计使得电磁斥力的产生更加可控和高效，为电磁焊接提供了稳定的动力源。
23、优选地，本发明中，将第二脉冲电容器组与大地相接，提高了系统的安全性和稳定性，在发生异常情况时，能够迅速将电荷导入大地，减少潜在的安全隐患。
24、优选地，本发明中，脉冲电流发生组件包括第一脉冲电容器组和第一充电机，使得脉冲电流的产生更加精确和可靠，为焊接面的修复和改善提供了必要的能量支持。
25、优选地，本发明中，将第一脉冲电容器组的一端与大地相接，进一步提高了系统的安全性和稳定性。在脉冲电流传输过程中，能够有效防止电荷积聚和泄漏，保护设备和操作人员的安全。
26、优选地，本发明中，本装置中引入了集磁力单元，通过集中放电组件产生的强磁场，提高了内棒和外管碰撞的效率和准确性，这样有助于减少能量损失，提高焊接效果。
27、进一步优选地，本发明中，采用集磁器作为集磁力单元，通过集磁器将磁场线圈产生的强磁场约束至集磁器中心工作区处，进一步提高了电磁焊接的精度和可控性。
28、优选地，本发明中，内棒采用插设方式设于外管的一端，且两者之间形成有间隙，这样设计有助于在电磁斥力作用下实现有效的碰撞和焊接。
29、优选地，本发明中，要求脉冲电流发生组件采用的充电电压小于内棒与外管间隙的耐压，确保对间隙造成击穿，从而保证了对焊接面进行有效的修复和改善。
30、本发明还提供了一种脉冲电流辅助电磁焊接装置的使用方法，基于上述脉冲电流辅助电磁焊接装置，利用放电组件的内棒和外管即作为电磁焊接的焊接部件，同时又充当了脉冲电流发生组件的放电回路开关，克服了容易产生微裂纹问题，提升了接头承载能力；本方法结合了电磁焊接和脉冲电流修复的优点，实现了焊接过程的自动化和高效化，通过控制放电组件和脉冲电流发生组件的启动时机，实现了焊接和修复的同步进行，提高了生产效率和产品质量。
1.一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，包括脉冲电流发生单元和电磁焊接单元；
2.根据权利要求1所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述放电组件包括磁场线圈(1)、第二脉冲电容器组(2)、放电开关(3)和第二充电机(4)；
3.根据权利要求2所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述第二脉冲电容器组(2)还与大地(9)相接。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述脉冲电流发生组件包括第一脉冲电容器组(7)和第一充电机(8)；所述第一脉冲电容器组(7)的一端分别与所述第一充电机(8)的一端以及所述外管(6)相连，另一端分别与所述第一充电机(8)的另一端以及所述内棒(5)相连。
5.根据权利要求4所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述第一脉冲电容器组(7)的一端还与大地(9)相接。
6.根据权利要求1所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，还包括集磁力单元，所述集磁力单元用于将所述放电组件产生的强磁场进行集中，以供所述内棒(5)和所述外管(6)能够在集中后的电磁斥力的作用下发生碰撞。
7.根据权利要求6所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述集磁力单元采用集磁器(10)；所述磁场线圈(1)产生的强磁场通过所述集磁器(10)约束至集磁器中心工作区处。
8.根据权利要求1所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述内棒(5)插设于所述外管(6)一端设置，所述内棒(5)与所述外管(6)之间形成有间隙。
9.根据权利要求8所述的一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，其特征在于，所述脉冲电流发生组件采用的充电电压小于所述内棒(5)与所述外管(6)的间隙耐压。
10.一种脉冲电流辅助电磁焊接装置的使用方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述一种脉冲电流辅助电磁焊接装置，包括：
