[發(fā)明專利]一種激光-電弧-磁場復合焊接的勵磁移動平臺

有效

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• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107020453B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 蔣平;曹龍超;邵新宇;周奇;舒樂時;胡杰翔;孟祥爭;王逸麟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23K26/346
• 分類號: B23K26/346;B23K26/348;B23K26/70
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 周磊;曹葆青

本發(fā)明屬于焊接領域，并公開了一種激光?電弧?磁場復合焊接的勵磁移動平臺，包括底座、伺服電機、水平導軌、支撐平臺、滾珠絲杠機構、支架、勵磁線圈和夾具，伺服電機和水平導軌均安裝在所述底座上，支撐平臺安裝在所述水平導軌上，伺服電機通過所述滾珠絲杠機構驅動所述支撐平臺移動；夾具安裝在所述支撐平臺上；支架安裝在所述底座上，并且支架上安裝勵磁線圈。本發(fā)明的夾具可以實現(xiàn)工件的準確定位及裝夾，通過勵磁線圈可以實現(xiàn)焊縫區(qū)域的磁場調節(jié)；伺服電機可以保證工件在焊接過程中的勻速移動，保證了焊接時熔池所處區(qū)域磁場的大小、方向和頻率的一致性，也為后期利用高速攝像拍攝熔池形貌提供了便利。

技術領域

本發(fā)明屬于焊接設備領域，更具體地，涉及一種激光-電弧-磁場復合焊接的勵磁移動平臺。

背景技術

磁場輔助激光-電弧復合焊接技術是近年來出現(xiàn)的新型多能場復合焊接工藝，其基本原理是利用能量密度極高(約10⁷W/cm²)的激光束與金屬材料作用，以形成小孔深熔焊，電弧焊接能夠增強橋接能力，外加磁場能夠使熔池金屬充分攪拌，達到細化晶粒、抑制飛濺、減緩下塌、減少氣孔以及抑制熱裂紋等優(yōu)化焊縫性能的效果。

由于外加磁場能夠明顯改善焊接接頭的質量和性能，為了研究焊縫區(qū)的磁場強度和方向對焊縫質量的影響規(guī)律，需要對焊縫區(qū)域的磁場大小、方向和頻率進行調節(jié)，且要嚴格保證在一次焊接實驗中，焊接點處的磁場大小、方向和頻率不發(fā)生變化。然而，現(xiàn)有的磁場輔助激光-電弧復合焊接裝置中的永磁體的大小和頻率無法連續(xù)調節(jié)，也無法保證在一次激光-電弧復合焊接過程中熔池處的磁場大小、方向和頻率都是一致的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種激光-電弧-磁場復合焊接的勵磁移動平臺，通過改變勵磁線圈中的輸入電流大小和頻率，調節(jié)激光-電弧復合焊接所需磁場的大小，方向和頻率，其可以使熔池與磁極保持相對靜止，使得焊接過程中熔池區(qū)域磁場保持一致，有效解決了磁場輔助激光-電弧復合焊接中焊縫區(qū)域磁感應強度大小、方向和頻率難以連續(xù)調節(jié)以及在一次試驗中熔池處磁感應強度大小、方向和頻率難以保持一致的問題，操作簡單，調節(jié)方便靈活，所述磁場勵磁裝置適用于磁場輔助激光-電弧復合焊接過程中磁感應強度的調節(jié)，特別適合研究磁感應大小、方向和頻率對激光-電弧復合焊接焊縫質量影響的實驗中。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種激光-電弧-磁場復合焊接的勵磁移動平臺，其特征在于，包括底座、伺服電機、水平導軌、支撐平臺、滾珠絲杠機構、支架、勵磁線圈和夾具，其中，

所述伺服電機和水平導軌均安裝在所述底座上，所述支撐平臺安裝在所述水平導軌上，所述伺服電機通過所述滾珠絲杠機構驅動所述支撐平臺移動；

所述夾具安裝在所述支撐平臺上，以用于固定待焊接的工件；

所述支架安裝在所述底座上，并且所述支架上安裝所述勵磁線圈，以用于工件焊接時在熔池處產(chǎn)生磁場；

所述勵磁線圈由坡莫合金多層疊加形成的鐵芯以及鐵芯外側繞線680匝形成，總電阻為0.8歐姆，以實現(xiàn)實現(xiàn)焊接時熔池所處區(qū)域磁場的大小、強度和頻率的一致性；

所述支撐平臺包括中間支撐板、固定元件、支柱和工作臺面，所述中間支撐板與滾珠絲杠機構和導軌滑塊相連接，以接收來自伺服電機的驅動，所述導軌滑塊穿裝在所述導軌上，所述固定元件與中間支撐板相連接，用于固定支柱，所述支柱與工作臺面相連接，以用于支撐工作臺面，螺栓穿過夾具的長槽和工作臺面上的開孔將夾具固定于工作臺面上。

優(yōu)選地，所述底座包括基座和底板，所述伺服電機、水平導軌和支架均安裝在所述底板上。

優(yōu)選地，所述底板與所述基座之間設置有墊塊。

優(yōu)選地，所述支架上安裝有散熱風扇，以用于對所述勵磁線圈散熱。

優(yōu)選地，所述勵磁線圈的外圍設置有外殼并且其通過所述外殼安裝在所述支架上。