[发明专利]电磁搅拌埋弧堆焊装置

说明书

技术领域

本发明涉及焊接装置，尤其涉及电磁搅拌焊接装置，其将电磁技术和埋弧堆焊技术结合起来。

背景技术

目前，埋弧焊技术在堆焊领域有着广泛的应用。在高要求的技术领域，受到堆焊金属结晶过程的影响，埋弧焊制作的表面难以满足产品(或者后道制作工序)的要求。例如，由于金属的柱状结晶过程，导致埋弧焊堆焊金属易于沿晶界开裂，或者由于堆焊结晶过程的成分偏析，导致的焊道硬度不均匀或者耐腐蚀性能不均匀，进而导致产品质量不合格或者下道工序无法顺利进行。等等原因，都成为埋弧堆焊技术在产品制造中进一步推广的障碍。

电磁搅拌技术在焊接领域早已经展开了研究和应用。焊接过程电磁搅拌表现出了很多的优异性能。例如，许多研究人员将电磁搅拌技术和等离子堆焊技术结合起来，可以提高堆焊层金属的力学性能；有的研究人员，为了控制CO₂焊接过程中的飞溅，将CO₂焊接和电磁搅拌技术相结合，也取得了很好的效果。但是，作为埋弧焊焊接时焊接电流一般会达到300-400A，电弧挺度大，受控性能差，而且焊接时表面覆盖一层焊剂，也为磁控电弧技术增加了难度。有一些研究人员为了提高埋弧焊熔敷金属的性能，使用简单的电磁搅拌装置作用于埋弧焊焊接电弧以提高熔敷金属的硬度，但是埋弧焊的电流干扰让焊接质量不稳定，无法投入生产应用。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的缺陷，提供一种电磁搅拌埋弧堆焊装置。本发明的装置不仅提高熔覆金属的机械性能，而且具有体积小便于应用的特点。

本发明是这样实现的：一种电磁搅拌埋弧堆焊装置，包括导电嘴，所述导电嘴内通过焊丝，它还包括一个套装在导电杆上的励磁线圈以及为该励磁线圈提供电能的方波电源。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，所述方波电源为逆变方波脉冲电源。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，它还包括为了增强磁场而设置的导磁装置，该导磁装置包括一个金属的内套筒，所述励磁线圈绕在内套筒外壁上，所述导电嘴位于内套筒内。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，它还包括水冷却结构，该水冷却结构包括一个套在内套筒外的金属制作的外套筒，两个套筒之间形成的空腔由上下盖板封闭成为冷却水腔，所述上盖板设有冷却水的进口和出口，并且下方还设有橡胶塞。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，所述内套筒是铁制的。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，所述外套筒是铝制的。

本发明使用专用的逆变电源装置，产生交变脉冲方波，根据电磁感应原理，通过脉冲方波产生磁场，再依靠磁场作用于焊接电弧，使得焊接电弧旋转。根据电弧的产生机理可以知道，焊接电弧是由电子、正离子、中性原子等组成的带电等离子体，在磁场的作用下，等离子体发生旋转运动，旋转的轴心和电弧中心重合。所以，电弧等离子体的运动形式为沿着电弧轴线的运动和垂直于轴线的旋转运动组成的复合运动。所以，当电弧作用于熔池时，电弧将等离子体的动能传递给焊接熔池，从而推动熔池运动起来。

根据焊接冶金理论，焊接熔池的结晶为定向结晶，微观组织为粗大的柱状晶组织。当电磁搅拌装置作用于焊接熔池时，由于熔池金属的定向运动，一方面会将熔池的结晶过程破坏、打断柱状晶，而被打断的柱状晶会成为下面结晶的核心，从而达到了晶粒细化的目的；另一方面，由于熔池的运动，会改变焊接熔池的温度分布和成分分布，也对晶粒的细化起到了推进作用。

综上所述，本发明可以使熔敷金属晶粒细化，可以提高熔敷金属的综合力学性能；熔敷金属表面的硬度提高，耐磨性能也得到改善；减小熔敷金属的化学成分偏析和组织偏析；装置简单小巧，便于实际应用。

附图说明：

下面，结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明的一个实施例的示意图。

图2为所述逆变方波脉冲电源波形示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种电磁搅拌埋弧堆焊装置，一种电磁搅拌埋弧堆焊装置，包括导电嘴1，所述导电嘴1内通过焊丝2，它还包括一个套装在导电嘴1上的励磁线圈4以及为该励磁线圈4提供电能的方波电源，该方波电源为逆变方波脉冲电源。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，它还包括为了增强磁场而设置的导磁装置，该导磁装置包括一个金属的内套筒3，所述励磁线圈4绕在内套筒3外壁上，所述导电嘴位于内套筒内。

所述的电磁搅拌埋弧堆焊装置，它还包括水冷却结构，该水冷却结构包括一个套在内套筒3外的金属制作的外套筒9，两个套筒3、9之间形成的空腔由上下盖板7、8封闭成为冷却水腔，所述上盖板7设有冷却水的进口和出口5、6，并且下方还设有橡胶塞10。