一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置

摘要

本发明公开一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置，包括安装组件、水冷组件、导电组件和磁芯，装配于焊枪端部的安装组件包括筒体上盖和筒体下壳体，筒体上盖一侧安装有两个水冷组件，各水冷组件处均对应装配有导电组件；筒体下壳体的内壁设置有磁芯，两个水冷组件分别包括进水口快速直通接头和出水口快速直通接头，水冷空心铜管一端与进水口快速直通接头连接，另一端沿磁芯的外侧缠绕若干匝后再与出水口快速直通接头相连接；两个导电组件分别用于固定励磁电源上所引出的正负导线，励磁电源输出的电流通过导电组件传递到水冷空心铜管上并与磁芯产生相互作用。实现了高频纵向交变磁场的磁感应强度的顺利输出，保证了高频磁控焊接过程的有效完成。

说明书

技术领域

本发明涉及磁控焊接技术领域，特别是涉及一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置。

背景技术

焊接是指通过加热或加压或同时加热加压的方法使同种或异种材料永久的连接在一起的材料加工方法。焊接方法发展到今天，其数量已不下几十种，钨极氩弧焊(即TIG焊)是常用的焊接方法之一，它具有焊接电弧稳定，无飞溅，焊缝成形美观等优点，特别适合3mm以下的薄板焊接。TIG焊可以焊接各种金属材料，如钢、铝、钛、镁等，因其可靠性高，适合焊接重要部件，被广泛用于核电、航空航天等领域。但是由于钨极的载流能力有限，电弧能量密度分散，致使TIG焊存在焊缝熔深浅，焊接速度低，焊接效率低等缺点。有文献指出，通过施加外加高频纵向交变磁场可以压缩焊接电弧，提高电弧能量密度，增加焊缝熔深，提高焊接效率，且发现高频磁场脉冲的作用下焊接电弧的收缩程度与磁脉冲频率有关，在一定范围内，电弧压缩程度随磁脉冲的增加而增加，然而当磁脉冲频率增加某一值时，电弧不在继续压缩。这主要是现有发明励磁线圈都为多匝，当提高磁脉冲频率时，励磁线圈中的电感也将随之提高，使励磁线圈无法输出相应的磁感应强度，最终失去外加磁场的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置，以解决上述现有技术存在的问题，实现了高频纵向交变磁场的磁感应强度的顺利输出，保证了高频磁控焊接过程的有效完成。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置，包括安装组件、水冷组件、导电组件和磁芯，装配于焊枪端部的所述安装组件包括相互固定连接的筒体上盖和筒体下壳体，所述筒体上盖的一侧安装有两个水冷组件，且两个水冷组件相互对称设置，各水冷组件处均对应装配有所述导电组件；所述筒体下壳体的内壁设置有所述磁芯，两个水冷组件分别包括进水口快速直通接头和出水口快速直通接头，水冷空心铜管的一端与进水口快速直通接头连接，另一端沿所述磁芯的外侧缠绕若干匝后再与所述出水口快速直通接头相连接；两个导电组件分别用于固定励磁电源上所引出的正负导线，励磁电源输出的电流通过所述导电组件传递到所述水冷空心铜管上并与磁芯产生相互作用。

优选地，所述安装组件的内部形状与焊枪端部相配合，所述安装组件套设于焊枪端部并通过螺钉进行固定；焊枪的轴线与安装组件的轴线重合。

优选地，所述筒体上盖开设有第一六角螺栓连接孔和第二六角螺栓连接孔，在筒体上盖上侧通过螺钉与第一六角螺栓连接孔和第二六角螺栓连接孔配合将筒体上盖安装于所述筒体下壳体上；所述磁芯的轴线与所述筒体上盖及筒体下壳体的轴线重合。

优选地，所述筒体上盖的侧壁设有卡孔，所述卡孔沿筒体上盖的径向贯穿设置，螺栓穿过卡孔将筒体上盖与焊枪的端部连接。

优选地，所述水冷空心铜管在所述磁芯上的缠绕匝数为5匝；所述筒体上盖与筒体下壳体采用铝合金制成，所述磁芯的材质为铁。

优选地，所述导电组件包括导电块和绝缘块，所述绝缘块设置于所述导电块与筒体上盖之间，所述导电块的内部开设有通孔，通孔的内径与快速直通接头的外径相配合。

优选地，所述绝缘块的材料为电木。

优选地，所述导电块上设置有固定导线螺栓孔，固定导线螺栓与固定导线螺栓孔用于固定励磁电源的正负导线。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明中的用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置，通过少匝数励磁线圈，形成纵向高频磁场，使高频磁场的磁感应强度可以顺利输出，在电磁力的作用下，焊接电弧压缩效果更加明显，电弧能量密度更加集中，提高电弧的挺度，增大焊缝深宽比，磁控焊接高频纵向磁场发生装置更加小巧方便，适合工业生产使用。本发明磁控焊接的高频纵向磁场发生装置与焊枪钨极端部更加接近，减少了磁感应强度向焊接电弧传递过程中的损耗，使压缩效果更加明显。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为高频纵向磁场发生装置及焊枪的配合示意图；

图2为高频纵向磁场发生装置轴测图；

图3为筒体上盖、水冷组件和导电组件的配合示意图；

图4为高频纵向磁场发生装置的剖面结构示意图；

图中：1-焊枪，2-安装组件，3-筒体上盖，31-卡孔，32-第一六角螺栓连接孔，33-第二六角螺栓连接孔，4-筒体下壳体，5-水冷组件，51-快速直通接头，52-水冷空心铜管，6-导电组件，61-导电块，62-绝缘块，63-水冷空心铜管线圈，64-固定导线螺栓孔，7-磁芯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置，以解决上述现有技术存在的问题，实现了高频纵向交变磁场的磁感应强度的顺利输出，保证了高频磁控焊接过程的有效完成。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本实施例提供一种用于磁控焊接的高频纵向磁场发生装置，包括安装组件2、水冷组件5、导电组件6和磁芯7；安装组件2安装于焊枪端部，安装组件包括：筒体上盖3和筒体下壳体4。水冷组件5和导电组件6安装在筒体上盖3上。水冷组件5包括快速直通接头51和水冷空心铜管52；导电组件包括导电块61，绝缘块62，水冷铜管线圈63及固定导线螺栓孔64。其中快速直通接头51，导电块61，绝缘块62，固定导线螺栓孔64各两件分两组分别安装在筒体上盖3后端。需要说明的是水冷空心铜管52和水冷铜管线圈63由同一空心铜管线圈制成，空心铜管线圈安装在快速直通接头51上。

焊枪端部指的是焊枪1产生电弧的一端，在图1中，安装组件2的内部形状与焊枪端部相配合，安装组件2套设于焊枪端部，并通过紧定螺钉进行固定。理想状态下焊枪1的轴线与安装组件2的轴线一致。

于本实例中，安装组件2包括：筒体上盖3与筒体下壳体4，筒体上盖3与筒体下壳体4采用铝合金制成，磁芯7材料为铁。筒体上盖3开设有第一六角螺栓连接孔32和第二六角螺栓连接孔33，在筒体上盖3上侧通过螺钉与第一六角螺栓连接孔32和第二六角螺栓连接孔33配合。将筒体上盖3安装于筒体下壳体4上。磁芯7安装在安装组件2内部。磁芯7轴线与圆柱体结构的筒体上盖3和圆柱体结构的筒体下壳体4的轴线一致。筒体上盖3设有卡孔31，卡孔31沿筒体上盖3的径向贯穿设置，紧固螺栓穿过卡孔31将筒体上盖3与焊枪1的端部连接。

如图3与图4所示，水冷组件5包括：快速直通接头51和水冷空心铜管52。其中，水冷空心铜管52可为方管或圆管，水冷空心铜管52的连通水源是通过进水口和出水口来实现的，进水口与出水口由快速直通接头组成。这里要说明的是，将水冷空心铜管52的一端接进水口快速直通接头内侧上，并且在磁芯7上缠绕5圈后，另一端接出水口快速直通接头内侧上。在磁芯7上缠绕5圈即5匝，水冷空心铜管线圈63既是作为磁感线圈又起到通水冷却的作用，少匝的线圈可以降低回路中的电感，以便保证高频磁场的磁感应强度顺利输出。

为了实现最佳的焊接效果，水源采用循环流动水源，通过循环水对通电后的高频纵向磁场发生装置进行冷却。

于本实施例中，水冷空心铜管52(即水冷空心铜管线圈63)的轴线与筒体上盖3的轴线一致，磁芯7和圆柱体结构的筒体下壳体4的轴线一致，这样产生的高频交变纵向磁场才可以对此均匀分布在电弧与熔池。

如图3与图4所示导电组件6包括：导电块61，绝缘块62，水冷空心铜管线圈63及固定导线螺栓孔64。具体地，在一些实施例中，导电块61与绝缘块62的内部设有孔，孔的内径与快速直通接头51的外径相配合一起通过安装螺拴固定在筒体上盖3上。导电块61上设有固定导线螺纹孔64，与上侧螺栓相配合，用于固定励磁电源上所引出的正负导线，当励磁电源通电时，励磁电源的正向输出电流通过导电块61传递到快速直通接头51的导电部位，进而传递到水冷空心铜管线圈63，同理在传回励磁电源的负极。励磁电源的高频交流电作用在水冷空心铜管线圈63上产生高频交变纵向磁场，最终作用于电弧与熔池，压缩电弧，搅拌熔池。

需要说明的是，两组导电块61，绝缘块62和固定导线螺纹孔64对称安装在筒体上盖3上，使筒体上盖3绝缘。绝缘块62的材料为电木，绝缘块62设置在筒体上盖3与导电块61之间，这样，避免了导磁的误发生，安装结构可靠。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。