[發明專利]電磁攪拌埋弧堆焊裝置

無效

• 申請號: 200910047979.7
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101837502A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王樹保;陳國喜;常云龍
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼設備檢修有限公司
• 主分類號: B23K9/08
• 分類號: B23K9/08;B23K9/04;B23K9/18
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及焊接裝置，尤其涉及電磁攪拌焊接裝置，其將電磁技術和埋弧堆焊技術結合起來。

背景技術

目前，埋弧焊技術在堆焊領域有著廣泛的應用。在高要求的技術領域，受到堆焊金屬結晶過程的影響，埋弧焊制作的表面難以滿足產品(或者后道制作工序)的要求。例如，由于金屬的柱狀結晶過程，導致埋弧焊堆焊金屬易于沿晶界開裂，或者由于堆焊結晶過程的成分偏析，導致的焊道硬度不均勻或者耐腐蝕性能不均勻，進而導致產品質量不合格或者下道工序無法順利進行。等等原因，都成為埋弧堆焊技術在產品制造中進一步推廣的障礙。

電磁攪拌技術在焊接領域早已經展開了研究和應用。焊接過程電磁攪拌表現出了很多的優異性能。例如，許多研究人員將電磁攪拌技術和等離子堆焊技術結合起來，可以提高堆焊層金屬的力學性能；有的研究人員，為了控制CO₂焊接過程中的飛濺，將CO₂焊接和電磁攪拌技術相結合，也取得了很好的效果。但是，作為埋弧焊焊接時焊接電流一般會達到300-400A，電弧挺度大，受控性能差，而且焊接時表面覆蓋一層焊劑，也為磁控電弧技術增加了難度。有一些研究人員為了提高埋弧焊熔敷金屬的性能，使用簡單的電磁攪拌裝置作用于埋弧焊焊接電弧以提高熔敷金屬的硬度，但是埋弧焊的電流干擾讓焊接質量不穩定，無法投入生產應用。

發明內容

本發明旨在解決現有技術的缺陷，提供一種電磁攪拌埋弧堆焊裝置。本發明的裝置不僅提高熔覆金屬的機械性能，而且具有體積小便于應用的特點。

本發明是這樣實現的：一種電磁攪拌埋弧堆焊裝置，包括導電嘴，所述導電嘴內通過焊絲，它還包括一個套裝在導電桿上的勵磁線圈以及為該勵磁線圈提供電能的方波電源。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，所述方波電源為逆變方波脈沖電源。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，它還包括為了增強磁場而設置的導磁裝置，該導磁裝置包括一個金屬的內套筒，所述勵磁線圈繞在內套筒外壁上，所述導電嘴位于內套筒內。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，它還包括水冷卻結構，該水冷卻結構包括一個套在內套筒外的金屬制作的外套筒，兩個套筒之間形成的空腔由上下蓋板封閉成為冷卻水腔，所述上蓋板設有冷卻水的進口和出口，并且下方還設有橡膠塞。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，所述內套筒是鐵制的。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，所述外套筒是鋁制的。

本發明使用專用的逆變電源裝置，產生交變脈沖方波，根據電磁感應原理，通過脈沖方波產生磁場，再依靠磁場作用于焊接電弧，使得焊接電弧旋轉。根據電弧的產生機理可以知道，焊接電弧是由電子、正離子、中性原子等組成的帶電等離子體，在磁場的作用下，等離子體發生旋轉運動，旋轉的軸心和電弧中心重合。所以，電弧等離子體的運動形式為沿著電弧軸線的運動和垂直于軸線的旋轉運動組成的復合運動。所以，當電弧作用于熔池時，電弧將等離子體的動能傳遞給焊接熔池，從而推動熔池運動起來。

根據焊接冶金理論，焊接熔池的結晶為定向結晶，微觀組織為粗大的柱狀晶組織。當電磁攪拌裝置作用于焊接熔池時，由于熔池金屬的定向運動，一方面會將熔池的結晶過程破壞、打斷柱狀晶，而被打斷的柱狀晶會成為下面結晶的核心，從而達到了晶粒細化的目的；另一方面，由于熔池的運動，會改變焊接熔池的溫度分布和成分分布，也對晶粒的細化起到了推進作用。

綜上所述，本發明可以使熔敷金屬晶粒細化，可以提高熔敷金屬的綜合力學性能；熔敷金屬表面的硬度提高，耐磨性能也得到改善；減小熔敷金屬的化學成分偏析和組織偏析；裝置簡單小巧，便于實際應用。

附圖說明：

下面，結合附圖對本發明作進一步的說明：

圖1為本發明的一個實施例的示意圖。

圖2為所述逆變方波脈沖電源波形示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明一種電磁攪拌埋弧堆焊裝置，一種電磁攪拌埋弧堆焊裝置，包括導電嘴1，所述導電嘴1內通過焊絲2，它還包括一個套裝在導電嘴1上的勵磁線圈4以及為該勵磁線圈4提供電能的方波電源，該方波電源為逆變方波脈沖電源。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，它還包括為了增強磁場而設置的導磁裝置，該導磁裝置包括一個金屬的內套筒3，所述勵磁線圈4繞在內套筒3外壁上，所述導電嘴位于內套筒內。

所述的電磁攪拌埋弧堆焊裝置，它還包括水冷卻結構，該水冷卻結構包括一個套在內套筒3外的金屬制作的外套筒9，兩個套筒3、9之間形成的空腔由上下蓋板7、8封閉成為冷卻水腔，所述上蓋板7設有冷卻水的進口和出口5、6，并且下方還設有橡膠塞10。