[實用新型]磁導率局部可調的磁場發生裝置

有效

• 申請號: 201922135418.4
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN210722615U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王梁;婁復興;姚建華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H01F7/06
• 分類號: H01F7/06;C23C24/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

磁導率局部可調的磁場發生裝置，包括磁場電源、勵磁線圈、磁芯、工作磁極、工作臺和固定件，磁芯呈封閉環狀，磁芯上繞有勵磁線圈，勵磁線圈連接電磁場源，磁芯的相對側各裝有一個工作磁極，兩個工作磁極的端部相對，兩個工作磁極的間隙形成工作磁場；工件放置于工作臺上的工作磁場，所述工作臺上設有榫槽，固定件通過榫接固定于工作臺上，磁芯與磁極與固定件連接，磁極位于工件上方并相互脫離；工作磁極內部嵌入有一對導電銅片，兩個導電銅片分別連接磁極電源的正極和負極。本實用新型通過調節工作磁極的溫度，調節工作磁極磁導率。

技術領域

本實用新型涉及一種用于激光熔覆加工的磁場發生裝置。

背景技術

在激光加工過程中，通過耦合電磁場，控制洛倫茲力的大小和方向實現對熔池的控制，減少凝固組織內部出現氣孔、裂紋等缺陷，細化組織晶粒，從而實現增材制造零部件的力學性能的提升。

東南大學孫桂芳等人申報的專利申請號為201610081496.9的中國專利公開了一種電磁場輔助激光增材制造的裝置，該裝置能有效減少制造過程中零件內部產生的氣孔，微裂紋，同時能夠細化晶粒，得到性能優異的零件。

浙江工業大學姚建華等人申報的專利申請號為201721646620.8的中國專利公開了一種激光熔覆用磁場同步耦合模塊，該發明將磁場發生裝置集成在激光頭上，可確保電場與磁場的同步隨動耦合，在激光加工區域形成穩定是電-磁復合場。

青島理工大學陳龍等人申報的專利申請號為201721453799.5的中國專利公開了一種自由配置的通用電、磁復合場激光熔覆輔助裝置，該裝置能夠產生不同類型的電磁場組合，能夠有效地控制熔覆層中金屬流體的對流情況，為在激光熔覆過程中制造優良的熔覆層提供了條件。

但上述專利所公開的磁場輔助激光制造裝置均未考慮提高磁芯的聚磁能力。

發明內容

為克服背景技術中存在的不足，本實用新型提供一種磁導率局部可調的磁場發生裝置，提高激光加工過程中熔覆區域的磁場強度。

本實用新型通過下列技術方案實現：一種磁導率局部可調的磁場發生裝置，磁場電源為纏繞在磁芯上的勵磁線圈通電，勵磁線圈通電后產生磁場，經磁芯的導磁作用后，在磁極空隙中產生一定的磁場強度。通過調整磁極內直流電源大小，通過電流的熱效應提升磁極溫度，使磁極磁導率可調。

本實用新型提供上述磁導率局部可調的磁場發生裝置，包括磁場電源、勵磁線圈、磁芯、工作磁極、工作臺和固定件，磁芯呈封閉環狀，磁芯上繞有勵磁線圈，勵磁線圈連接電磁場源，磁芯的相對側各裝有一個工作磁極，兩個工作磁極的端部相對，兩個工作磁極的間隙形成工作磁場；工件放置于工作臺上的工作磁場，所述工作臺上設有榫槽，所述固定件通過榫接固定于工作臺上，磁芯與磁極與固定件連接，磁極位于工件上方并相互脫離。

其特征在于：工作磁極內部嵌入有一對導電銅片，兩個導電銅片分別連接磁極電源的正極和負極。

導電銅片設有通孔，通過銅導線與磁極電源導通使工作磁極通電，由于電流的熱效應工作磁極溫度升高，當工作磁極溫度低于居里溫度(硅鋼片為690-740℃，鐵氧體為450℃左右)時，工作磁極磁導率隨溫度的升高而增加，提高工作磁極的聚磁能力，同時電導率降低，磁極渦流損耗減少。所述磁芯與工作磁極材料可為電阻率較大的硅鋼片或鐵氧體。

進一步，所述磁場電源是交流電源，所述磁場是交變磁場；或者，所述磁極電源為直流電源，所述磁場是穩態磁場。

進一步，所述勵磁線圈是漆包線或銅管繞制的線圈，勵磁線圈的每匝線圈之間電絕緣。

進一步，所述工作磁極的疊片材料為硅鋼片、鐵氧體、坡莫合金或合金帶材。

進一步，所述磁芯及所述工作磁極的材料可采用導電率較高的鐵氧體或硅鋼片，所述磁芯及所述工作磁極可以是同種材料的一體化結構，或是不同材料的分離式結構。