CN2652574Y

CN2652574Y - 交流缝焊机磁控装置

Info

Publication number: CN2652574Y
Application number: CN 200320109642
Authority: CN
Inventors: 马铁军; 杨思乾
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2004-11-03
Anticipated expiration: 2013-10-15

Abstract

本实用新型公开了一种交流缝焊机磁控装置，包括上滚轮1和下滚轮33，上滚轮1用压紧端盖2固定在上机臂3上，下滚轮33用压紧端盖18固定在上机臂25上，其特征在于：还包括4块永磁铁，即左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32。由于磁场的作用，在焊接区内，打乱了柱状晶的结晶方向，形成了无方向性的细小的晶粒组织，明显提高了接头的拉剪强度；可有效破碎贴合面上的氧化膜，减少了结合线伸入及未焊透等缺陷；并可明显减少或消除熔核中的缩孔。

Description

交流缝焊机磁控装置

技术领域：

本实用新型涉及一种交流缝焊机磁控装置。

背景技术：

电阻缝焊是被焊金属快速加热和冷却(1×10⁵℃/S)的物理过程，它是在滚轮连续转动的过程中进行焊接的。这个过程决定了缝焊接头易形成缩孔、裂纹、未焊透等缺陷。

由于目前还没有一种成熟的方法能对上述三种缺陷同时进行可靠的无损检测，再加之搭接接头本身的承载能力比较差，因此，如何有效地减少以至于消除缝焊接头的缺陷显得更为重要。

为了消除缝焊接头的缺陷，人们在工艺及设备上采取了一系列技术措施，如对铝合金点焊时施加锻压力；焊接可淬硬钢时采用二次回火脉冲；提高微机控制器的焊接电流控制精度等。

如杨思乾等在文献《机械科学与技术》1993(3)上“30CrMnSiA点焊熔核合金元素的偏析”一文，针对二次脉冲点焊30CrMnSiA钢时，只能使熔核边缘得到回火，熔核中心仍为淬硬组织，而且无法消除熔核中的缩孔；点焊LY12铝合金时，可用施加锻压力的方法来消除裂纹及缩孔。但是，这种方法也只能使80％的裂纹消除，而且锻压力使熔核的压坑明显加深，大大降低了点焊接头的疲劳强度。

在铝合金的缝焊中目前尚无法施加锻压力，因此，缝焊的质量问题比点焊严重。

俄罗斯的B·A·波波夫等人，在1992年就将磁场加在点焊焊接区，并用12×13Γ18Д钢进行试验，结果表明，由于接触点焊区径向轴对称恒磁场的作用，消除了点焊熔核的缩孔，提高了冲击韧性及疲劳寿命。交流缝焊机磁控装置目前国内外尚无相关报道。

发明内容：

本实用新型目的是提供一种交流缝焊机磁控装置，可以较好地消除缝焊接头的缩孔、裂纹、未焊透等缺陷，提高焊接质量。

本实用新型的技术方案是：一种交流缝焊机磁控装置，包括上滚轮1和下滚轮33，上滚轮1用压紧端盖2固定在上机臂3上，下滚轮33用压紧端盖18固定在下机臂25上，其特征在于：还包括4块永磁铁，即左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32；左上磁铁11放置在左上磁铁支架9的一侧，左上磁铁支架9的另一侧放置一块与磁铁的断面尺寸等大的定位铁片12，磁铁极强的吸引力将磁铁固定在支架上；同理，左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32也靠定位铁片14、30、17固定在其支架上；左上磁铁支架9通过角钢7、连接板6与机身上支架4固定；左下磁铁支架15通过角钢16固定在角钢支架21上，而右上磁铁支架28和右下磁铁支架26靠支撑螺杆29固定在角钢支架21上，角钢支架21由螺钉固定在机身下支架23上。

左上磁铁11与右上磁铁31对称安装在上滚轮1的左右两侧，左下磁铁13与右下磁铁32对称安装在下滚轮33的左右两侧，左上磁铁11与右上磁铁31距上滚轮1端面的距离、左下磁铁13与右下磁铁32距下滚轮33端面的距离a在3～6mm之间；左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32距焊件34表面的距离在1～2mm之间。

所有支板及支架均采用不锈钢制作。

本实用新型相比现有技术的优点在于：由于采用了永磁铁，在缝焊过程中，打乱了柱状晶的结晶方向，形成了无方向性的细小的晶粒组织，明显提高了接头的拉剪强度；可有效破碎贴合面上的氧化膜，减少了结合线伸入及未焊透等缺陷；可明显减少或消除熔核中的缩孔。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图

图2是图1的A-A剖视图

图3是本实用新型原理示意图

图4是焊件及拉伸试件取样图，B为焊缝

图5是加磁场情况下，缝焊熔核的金相组织

图6是未加磁场情况下，缝焊熔核的金相组织

图7是缝焊过程的两次通电示意图，F_W为焊接压力，I_W为焊接电流

图中1-上滚轮，2、18-压紧端盖，3-上机臂，4-机身上支架，6-连接板，7、16-角钢，9-左上磁铁支架，10、19-压紧螺钉，11-左上磁铁，12、14、17、30-定位铁片，13-左下磁铁，15-左下磁铁支架，21-角钢支架，23-机身下支架，25-下机臂，26-右下磁铁支架，28-右上磁铁支架，29-支撑螺杆，31-右上磁铁，32-右下磁铁，33-下滚轮，34-焊件，35-磁力线，36-熔化区

具体实施方式：

在图3所示的实施例中，在上滚轮1、下滚轮33的两侧分别安置4块永磁铁，即左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32，磁铁的同性磁极靠近焊件34表面，磁力线从N极出发经过上滚轮1和下滚轮33及四分之一的焊接区回到S极。

焊接时，50Hz的交变电流通过焊接区，焊接区的金属便在电磁力的作用下，沿垂直于焊件的厚度方向来回振动，振动频率为50Hz，从而使焊接接头的组织性能得到以下明显改善。

1、打乱了柱状晶的结晶方向，形成了方向性不明显的细小的晶粒组织，明显提高了接头的拉剪强度。

2、可有效破碎贴合面上的氧化膜，减少了结合线伸入及未焊透等缺陷。

3、可明显减少或消除熔核中的缩孔。

参照图1、图2。4块永磁铁选用磁场强度为0.48T的强磁体。左上磁铁11放置在左上磁铁支架9的一侧，左上磁铁支架9的另一侧放置一块与磁铁的断面尺寸等大的定位铁片12，磁铁极强的吸引力将磁铁固定在支架上。同理，左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32也靠定位铁片14、30、17固定在其支架上。左上磁铁11与右上磁铁31对称安装在上滚轮1的左右两侧；左下磁铁13与右下磁铁32对称安装在下滚轮33的左右两侧。左上磁铁11与右上磁铁31距上滚轮1端面的距离、左下磁铁13与右下磁铁32距下滚轮33端面的距离a在3～6mm之间。左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32距焊件34表面的距离在1～2mm之间。

左上磁铁支架9通过角钢7、连接板6与机身上支架4固定；左下磁铁支架15通过角钢16固定在角钢支架21上，而右上磁铁支架28和右下磁铁支架26靠支撑螺杆29固定在角钢支架21上，角钢支架21由螺钉固定在机身下支架23上。以上所有支板及支架均采用不锈钢制作，以免影响磁控***的磁场分布。

图4所示为用本实用新型焊接12Cr17Mn9Ni4耐蚀钢(δ＝1.0mm)，焊件焊完后，先进行X射线透视，再按图4中的虚线所示位置，切下4件试件，其中①～③号件作拉剪试验，④号件作金相试样。

以上试验结果均与未加磁场时的试验结果进行了比较。

X射线检测结果表明，加磁场后焊缝内的缩孔数量明显少于未加磁场的焊缝(约少30％)而且缩孔的尺寸明显减小。

图5为使用本实用新型焊接后缝焊熔核的金相组织。图6为未加磁场的情况下，缝焊熔核的金相组织。从图5可见，加磁场后熔核中的柱状晶已基本消失，形成了细小、均匀的晶粒组织，这种组织将使缝焊接头的疲劳强度及塑性指标明显提高。

从图5、图6的对比中还可看出，加上磁场后，并未使熔核直径及焊透率发生变化。

加磁场与未加磁场的拉剪试验结果如表1所示。从表中可以看出，加磁场后使焊缝的拉剪强度增加了10％以上。如将四块磁铁进一步靠近滚盘或选用磁场强度更高的永磁铁，则可使拉剪强度进一步提高。

缝焊时的分流现象，使前一焊点在冷却结晶时，仍然会受到一定的磁力作用，如在休止时间小于3周的情况下。但此时的磁力作用是较小的。若要进一步加大磁控作用，可在通常连续缝焊的休止阶段通以较小电流I_W2(参照图7)。但此电流不应超过焊接电流I_W1的30％，否则会引起滚轮的过热。

表1 焊缝试验的拉剪强度

试验条件	加磁场				未加磁场
试验条件	加磁场				未加磁场				试件号	①	②	③	平均	①	②	③	平均
拉剪强度(KN)	23.8	24.5	23.2	23.8	21.0	22.1	21.7	21.6	试件号	①	②	③	平均	①	②	③	平均

Claims

1、一种交流缝焊机磁控装置，包括上滚轮1和下滚轮33，上滚轮1用压紧端盖2固定在上机臂3上，下滚轮33用压紧端盖18固定在下机臂25上，其特征在于：还包括4块永磁铁，即左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32；左上磁铁11放置在左上磁铁支架9的一侧，左上磁铁支架9的另一侧放置一块与磁铁的断面尺寸等大的定位铁片12，磁铁极强的吸引力将磁铁固定在支架上；同理，左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32也靠定位铁片14、30、17固定在其支架上；左上磁铁支架9通过角钢7、连接板6与机身上支架4固定；左下磁铁支架15通过角钢16固定在角钢支架21上，而右上磁铁支架28和右下磁铁支架26靠支撑螺杆29固定在角钢支架21上，角钢支架21由螺钉固定在机身下支架23上。

2、根据权利要求1所述的交流缝焊机磁控装置，其特征在于：左上磁铁11与右上磁铁31对称安装在上滚轮1的左右两侧，左下磁铁13与右下磁铁32对称安装在下滚轮33的左右两侧，左上磁铁11与右上磁铁31距上滚轮1端面的距离、左下磁铁13与右下磁铁32距下滚轮33端面的距离a在3～6mm之间；左上磁铁11、左下磁铁13、右上磁铁31和右下磁铁32距焊件34表面的距离在1～2mm之间。

3、根据权利要求1所述的交流缝焊机磁控装置，其特征在于：所有支板及支架均采用不锈钢制作。