一種外加縱向磁場控制tig焊接殘餘應力裝置的製作方法

2023-07-18 02:40:16 2

專利名稱：一種外加縱向磁場控制tig焊接殘餘應力裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接裝置，尤其涉及一種外加縱向磁場控制TIG焊接殘餘應力裝置。
背景技術：
焊接作為先進位造技術的重要組成部分已廣泛應用於航空航天、核能、船舶、海洋鑽探等各領域，焊接結構也不斷向著大型化、精密化和高參數化方向發展，工作條件也越來越苛刻，尤其是對焊接殘餘應力的要求。由於焊接結構中複雜的殘餘應力狀態直接地減少構件的承載能力，特別是焊縫區較高的拉應力可促使脆性斷裂，也可減少構件的穩定性。因此，對焊接應力進行深入的研究和有效的控制有著重要的現實意義。焊接殘餘應力的根本原因是焊接過程中由於局部的加熱而導致不均勻的溫度場 與溫度梯度。由於外加直流縱向磁場作用TIG焊接電弧過程中，電弧帶電粒子在洛侖茲力作用下做高速旋轉，高速旋轉的電弧帶動熔池中液態金屬的循環攪拌運動，不僅改變母材熔化和焊縫成形，也影響焊接熔池液態金屬結晶過程中的傳質和傳熱過程，從而打亂晶粒的結晶取向，細化組織，減小偏析，提高焊縫的力學性能以及降低氣孔裂紋等焊接缺陷。同時外加磁場通過洛侖茲力改變電弧帶電粒子的旋轉半徑，從而導致電弧電流密度，電弧力和能量密度的分布都發生了改變。
發明內容本發明的目的是提供一種外加縱向磁場控制TIG焊接殘餘應力裝置，它通過外加直流縱向磁場靈活的控制電弧能量分布，從而達到調節焊接過程中的溫度場及溫度梯度，實現焊件表面殘餘應力的分布的調節以及降低殘餘應力峰值的目的。本發明是這樣實現的，它包括磁控穩壓電源、勵磁線圈、鎢極、滑動變阻器、鎢極氬弧焊機，鎢極氬弧焊機分別連接鎢極和工件，其特徵是鎢極置放於勵磁線圈中，勵磁線圈連接滑動變阻器，滑動變阻器連接磁控穩壓電源，磁控穩壓電源連接勵磁線圈。由磁控穩壓電源產生穩定的電流，供給軸對稱空心圓柱型勵磁線圈，使其產生所需的外加縱向磁場作用於TIG焊接電弧。本發明的有益效果通過外加直流縱向磁場靈活的控制電弧能量分布，從而達到調節焊接過程中的溫度場及溫度梯度，實現對焊件表面殘餘應力的分布以及降低焊接殘餘應力峰值的目的。

圖I為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，詳細介紹本發明。[0009]如圖I所示，本發明包括磁控穩壓電源I、勵磁線圈3、鎢極4、滑動變阻器2、鎢極氬弧焊機5，鎢極氬弧焊機5分別連接鎢極4和工件6，其特徵是鎢極4置放於勵磁線圈3中，勵磁線圈連接滑動變阻器2，滑動變阻器連接磁控穩壓電源1，磁控穩壓電源連接勵磁線圈。磁控穩壓電源產生穩定的電流，供給軸對稱空心圓柱型勵磁線圈3，使其產生所需的外加縱向磁場作用於TIG焊接電弧。通過滑動變阻器2來調節電流大小從而實現無級調節，以便於能夠在一個較寬的範圍內改變外加磁場的大小。由於外加直流縱向磁場作用TIG焊接電弧過程中，電弧帶電粒子在洛侖茲力作用下做高速旋轉，電弧成一「空心」電弧 ，電流密度成雙峰狀分布，改變了焊接過程中的溫度場和溫度梯度。通過外加直流縱向磁場可靈活的控制電弧能量分布，從而達到調節焊接過程中的溫度場及溫度梯度，實現焊件表面殘餘應力的分布的調節以及降低殘餘應力峰值的目的。
權利要求1. 一種外加縱向磁場控制TIG焊接殘餘應力裝置，它包括磁控穩壓電源、勵磁線圈、鎢極、滑動變阻器、鎢極氬弧焊機，鎢極氬弧焊機分別連接鎢極和工件，其特徵是鎢極置放於勵磁線圈中，勵磁線圈連接滑動變阻器，滑動變阻器連接磁控穩壓電源，磁控穩壓電源連接勵磁線圈。
專利摘要一種外加縱向磁場控制TIG焊接殘餘應力裝置，它包括磁控穩壓電源、勵磁線圈、鎢極、滑動變阻器、鎢極氬弧焊機，鎢極氬弧焊機分別連接鎢極和工件，其特徵是鎢極置放於勵磁線圈中，勵磁線圈連接滑動變阻器，滑動變阻器連接磁控穩壓電源，磁控穩壓電源連接勵磁線圈。本實用新型的有益效果通過外加直流縱向磁場靈活的控制電弧能量分布，從而達到調節焊接過程中的溫度場及溫度梯度，實現對焊件表面殘餘應力的能量分布以及降低焊接殘力峰值的目的。
文檔編號B23K9/08GK202527829SQ20122008067
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月6日 優先權日2012年3月6日
發明者劉頻, 江淑園, 陳煥明 申請人:南昌航空大學