[發明專利]一種雙向加載式管件電磁焊接方法與裝置

有效

• 申請號: 201710414888.7
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107096989B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 邱立;余一杰;李亮;熊奇;鄧長征;江進波
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: B23K20/06
• 分類號: B23K20/06;B23K101/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種雙向加載式管件電磁焊接方法與裝置，電容電源通過放電開關給脹形線圈和壓縮線圈放電產生脈沖電流，脹形線圈與內管件之間的徑向電磁力驅動內管件發生脹形，壓縮線圈與外管件之間的徑向電磁力驅動外線圈發生壓縮，內管件與外管件同時發生變形并沖擊接觸，實現管件焊接。脹形線圈與內管件之間可設置多匝相互絕緣的脹形自閉合軟銅環；壓縮線圈與外管件之間亦可設置多匝相互絕緣的壓縮自閉合軟銅環。本發明同時還公開了一種雙向加載式管件電磁焊接裝置，根據焊接接頭結構不同，雙向加載式管件電磁焊接裝置可分為均勻式管件電磁焊接裝置、鎖扣式管件電磁焊接裝置、內凸式管件電磁焊接裝置、內凹式管件電磁焊接裝置等。本發明可實現不同焊接接頭結構形式的電磁焊接；采用多匝相互絕緣的自閉合軟銅環，可有效提供能量利用率，提高成形效率。

技術領域

本發明屬于金屬焊接領域，特別涉及一種雙向電磁壓縮式管件焊接方法與裝置，主要用于金屬管件的焊接。

背景技術

管件電磁焊接是一種固相焊接技術，可以用于異種金屬之間的焊接，且焊接過程極短，焊接在微秒級時間內完成；焊接工序接頭氣密性好，耐腐蝕性好，具有廣闊的應用前景。然而，現有管件電磁焊接存在某些問題制約了該技術的發展。

現有金屬管件電磁焊接方法，通常僅在一側施加電磁力，如在外管件施加電磁壓縮力實現管件電磁焊接，這就導致電磁焊接的強度不夠；此外，目前電磁力的施加主要依靠驅動線圈或集磁器，電磁耦合效率低，且電磁力分布可控性差，導致電磁焊接接頭結構單一。

如中國專利“薄壁金屬管路磁脈沖連接方法與接頭結構（CN 101905375 A）”公開了一種薄壁金屬管路磁脈沖連接方法，采用線圈-集磁器復合型感應器或線圈感應器與電磁脈沖成形設備連接，可以對多種金屬材料及各種結構形狀的管路進行磁脈沖連接。該電磁焊接方法僅在外管件施加電磁壓力，僅外管件主動變形，導致焊接接頭形式單一；同時，采用集磁器只是將大的能量用在小的管件上，并沒用從本質上提高成形效率。

發明內容

為此，本發明提出一種雙向加載式管件電磁焊接方法與裝置，其目的是在提高管件電磁焊接強度的同時，通過設計不同的脹形線圈和壓縮線圈或不同分布的多匝相互絕緣的自閉合軟銅環，可實現不同焊接接頭結構形式的電磁焊接；此外，采用多匝相互絕緣的自閉合軟銅環，可有效提供能量利用率，提高成形效率。

本發明采取的技術方案為：

一種雙向加載式管件電磁焊接方法，電容電源通過放電開關給脹形線圈和壓縮線圈放電，產生脈沖電流；脹形線圈與內管件之間的徑向電磁力，驅動內管件發生脹形；壓縮線圈與外管件之間的徑向電磁力，驅動外線圈發生壓縮，內管件與外管件同時發生變形并沖擊接觸，實現管件焊接。

一種雙向加載式管件電磁焊接方法，包括以下步驟：

步驟一，將預焊接的內管件焊接區域外表面清洗干凈并打磨光滑，將預焊接的外管件焊接區域內表面清洗干凈并打磨光滑；

步驟二，將處理好的內管件與外管件同軸放置，并將焊接區域在軸向重疊放置；

步驟三，在內管件內部放置脹形線圈，在外管件外側放置壓縮線圈；

步驟四，將電容電源、放電開關、脹形線圈、壓縮線圈串聯，電容電源通過放電開關給脹形線圈和壓縮線圈放電，產生脈沖電流；

步驟五，脹形線圈與內管件之間的徑向電磁力，驅動內管件發生脹形；壓縮線圈與外管件之間的徑向電磁力，驅動外線圈發生壓縮；內管件與外管件同時發生變形并沖擊接觸，實現管件焊接。

根據焊接接頭結構不同，可分為均勻式管件電磁焊接方法、鎖扣式管件電磁焊接方法、內凸式管件電磁焊接方法及內凹式管件電磁焊接方法。

一種雙向加載式管件電磁焊接方法，根據不同焊接接頭結構，設置不同的脹形線圈與壓縮線圈，以實現不同電磁脹力和電磁壓力分布；適用于高電導率的銅、鋁、鐵及其合金管件的電磁焊接。