[發明專利]一種交變磁場發生裝置

有效

• 申請號: 201510020269.0
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104715881B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 鄭麗娟;宗磊;胡茂林;宗小芬;于海國;杜文連
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明屬于激光加工技術領域，特別涉及一種交變磁場發生裝置。

背景技術

激光熔覆是一種經濟效益很高的新技術，它可以在廉價金屬基材上制備出高性能的合金表面，降低成本，節約貴重稀有金屬材料。具有冷卻速度快，涂層稀釋率低，熱輸入和畸變較小，工藝過程易于實現自動化等優點，激光熔覆技術得到了廣泛的應用。然而熔覆層中可能產生多種缺陷，主要包括氣孔、裂紋、變形和表面不平整，使其在國內外尚未完全實現產業化。

外加交變磁場激光熔覆技術，由于具有附加裝置簡單、投入成本低、效益高、耗能少的特點而備受關注。外加交變磁場可以在熔池內產生一定程度的電磁攪拌，使液態金屬出現周期性攪拌運動，改變熔池金屬結晶過程中的傳質和傳熱，從而改變晶粒的結晶方向，細化組織，減少偏析，降低結晶裂紋和氣孔的敏感性。

現有交變磁場發生裝置多根據電磁理論，由通入交流電的銅線圈產生，制造和使用成本高，連續工作時發熱嚴重，不適用于工業生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、節能環保，實用性和穩定性強的交變磁場發生裝置。

本發明包括機架、兩塊永磁體、可調速電機、減速齒輪、同步帶傳動機構和張緊輪，其中，機架由底座、導軌、梯形板和橫梁組成，導軌固定在底座兩側，四個梯形板兩個一組相對應地設在導軌上，可在導軌上滑動，每一組相對的梯形板之間的下部通過兩根橫梁連接；兩塊永磁體的兩側的中部分別設有橫軸，橫軸分別穿過各梯形板上部的通孔與機架連接，兩塊永磁體所在的平面相互平行或相交，兩塊永磁體橫軸的間距為永磁體寬度的2～5倍，通過導軌能夠調整永磁體之間的距離，裝有張緊輪的同步傳動機構的兩個傳動輪分別安裝在機架一側梯形板外側的兩個永磁體橫軸上，可調速電機設在機架的另一側，減速齒輪安裝在其中一個梯形板外側的永磁體橫軸上，可調速電機通過減速齒輪與永磁體連接，使兩塊永磁體保持一定的相對位置同步旋轉。

本發明的使用方法：

1、電機帶動兩塊永磁體同步旋轉，在兩塊永磁體之間產生交變磁場。

2、改變兩塊永磁體的夾角時，所產生交變磁場的函數圖像類型相應改變。

3、調節所產生交變磁場的頻率：調節電機的轉速，永磁體旋轉速度隨之改變，從而交變磁場的頻率相應變化。

4、調節所產生交變磁場的振幅：在導軌上移動兩塊永磁體改變其間距，來調整所產生交變磁場的振幅。

本發明與現有技術相比具有如下優點：結構簡單、節能環保，可產生多種變化規律的交變磁場，實用性和穩定性強。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意簡圖。

圖2是本發明兩塊永磁體呈平行狀態同步旋轉一周時對稱中心處磁場強度的變化曲線圖。

圖3是本發明兩塊永磁體呈60度夾角同步旋轉一周時對稱中心處磁場強度的變化曲線圖。

圖4是本發明兩種不同電機轉速下交變磁場一個周期內的函數圖。

圖5是本發明兩種不同永磁體間距下交變磁場一個周期內的函數圖。

具體實施方式

在圖1所示的一種交變磁場發生裝置示意圖中，機架由底座1、導軌2、梯形板3和橫梁4組成，導軌固定在底座兩側，四個梯形板兩個一組相對應地設在導軌上，可在導軌上滑動，每一組相對的梯形板之間的下部通過兩根橫梁連接；兩塊永磁體5的兩側的中部分別設有橫軸，橫軸分別穿過各梯形板上部的通孔與機架連接，兩塊永磁體所在的平面相互平行或相交，兩塊永磁體橫軸的間距為永磁體寬度的2～5倍，裝有張緊輪6的同步傳動機構的兩個傳動輪7分別安裝在機架一側梯形板外側的兩個永磁體橫軸上，可調速電機9設在機架的另一側，減速齒輪8安裝在其中一個梯形板外側的永磁體橫軸上。

本發明的使用方法：

1、電機帶動兩塊永磁體同步旋轉，在兩塊永磁體之間產生如圖2所示的交變磁場，其中X軸表示一個周期內兩塊永磁體同步轉過的角度，Y軸表示兩塊永磁體對稱中心處的磁場強度。

2、改變兩塊永磁體的夾角時，所產生交變磁場的函數圖像類型不同于圖2，例如兩塊永磁體呈60度夾角同步旋轉，一個周期內的磁場如圖3所示，其中X軸表示兩塊永磁體同步轉過的角度，Y軸表示兩塊永磁體對稱中心處的磁場強度。

3、調節所產生交變磁場的頻率：調節電機的轉速，永磁體旋轉速度隨之改變，從而交變磁場的頻率相應變化，如圖4所示，其中X軸表示兩塊永磁體同步轉過的角度，Y軸表示兩塊永磁體對稱中心處的磁場強度，曲線1和曲線2表示兩種不同電機轉速下交變磁場的函數圖像。

4、調節所產生交變磁場的振幅：在導軌上移動兩塊永磁體改變其間距，來調整所產生交變磁場的振幅，交變磁場的函數圖像發生變化，如圖5所示，其中X軸表示兩塊永磁體同步轉過的角度，Y軸表示兩塊永磁體對稱中心處的磁場強度，曲線1和曲線2表示兩種不同永磁體間距下交變磁場的函數圖像。