[发明专利]一种电磁脉冲焊接用非对称集磁装置

说明书

本发明公开了一种电磁脉冲焊接用非对称集磁装置，包括线圈、电源和集磁器，所述线圈缠绕在集磁器外部，线圈通过导线与电源连接；集磁器外部呈柱体，其截面为上下相对的梯形，分别为上端和下端，其上端与下端为高度不同的梯形；在较高一端的上边处，设置了若干凹槽，线圈绕制至该端时，嵌设在凹槽内，使得其与集磁器的接触面加大，提高集磁器与线圈之间磁场能量的转换。

技术领域

本发明涉及电磁脉冲焊接用集磁器技术领域，特别是涉及一种电磁脉冲焊接用非对称集磁装置。

背景技术

磁脉冲成形技术具有加工能量易于精确控制、成形速度快、成形工件精度高、模具简单和设备通用性强等优点，且整个成型过程无污染，已被应用于机械、电子、汽车等诸多领域。磁脉冲成形技术的基本原理是电磁感应定律，脉冲磁场穿过工件并在工件上产生感应电流，感应电流产生的磁场与初始的磁场相互作用产生幅值巨大的脉冲磁压力。当此压力幅值显著高于工件材料的屈服强度时，工件将发生塑性变形。

磁脉冲成形技术在应用于焊接工作时，会用到集磁器以提高焊接技术。一般，集磁器是带有纵向窄缝的金属厚壁圆筒，根据具体要求，其纵截面可为梯形或L型等。但由于集磁器材料和结构的限制，集磁器通常仅应用在管件或者板状等对称工件上的焊接，但在焊接领域，待焊接工件往往还存在很多非对称的焊接需求，这使得集磁器的利用率非常低，中国专利文件201310128142.1提出了一种用于特殊形状管件的磁脉冲非对称集磁装置，其采用圆柱连接伞形的结构以对非对称的特殊形状的管件进行焊接，但此种结构的集磁器侧端面与轴线夹角均小于90°，采用这种结构的集磁器虽然能够对特殊形状的管件进行加工焊接，但其磁场能向管件变形或连接所需机械能的转化效率低，集磁器仅能起到保护线圈1、加强线圈1结构强度的作用，在局部成型时集磁器存在很大的能量损失。中国专利文件201010239963.9提出了一种磁脉冲成形用集磁器结构，其集磁器的纵截面呈“工”字型，集磁器的侧端面与轴线的夹角取值为90°-180°之间，该结构能显著提高磁脉冲成形放电过程中的磁场能量，从而提高集磁器的能量转化效率，进而提高线圈和集磁器寿命。采用这样的结构虽然提高了集磁器的能量转化率，但因其工作区集中在高电压下，对于特殊形状的管件来说，在集磁器的高度对称下会造成刚度失稳的情况，即发生焊接过度，超出了焊接要求，最后导致工件的不合格。所以提出一种在提高能量转化效率的同时也能保证工件的准确焊接的集磁器是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服上述缺陷，提出一种电磁脉冲焊接用非对称集磁装置以在提高集磁器能量转化效率的同时也能保证工件的准确焊接。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种电磁脉冲焊接用非对称集磁装置，包括线圈、电源和集磁器，所述线圈缠绕在集磁器外部，线圈通过导线与电源连接；集磁器外部呈柱体，其截面为上下相对的梯形，分别为上端和下端，其上端与下端为高度不同的梯形；在较高一端的上边处，设置了若干凹槽，线圈绕制至该端时，嵌设在凹槽内，使得其与集磁器的接触面加大，提高集磁器与线圈之间磁场能量的转换。

进一步地，所述凹槽的尺寸与组成线圈导线的截面尺寸相近，即线圈与凹槽内的三侧均紧靠。

进一步地，所述集磁器上端与下端之间沿其轴向开设有供待焊接工件焊接的工作区。

进一步地，所述上端侧边与工作区轴线的夹角为α，下端侧边与工作区轴线的夹角为β，α与β均大于90°，且αβ。

由于采用了上述方案，本发明的有益效果在于：本发明提出一种电磁脉冲焊接用非对称集磁装置，其好处是：

(1)本发明结构简单，采用两个非对称倒梯形组成集磁器，其侧边与工作区的轴线夹角均大于90°，提高了集磁器的能量转化率和焊接效率。

(2)本发明采用单端线圈1嵌设的方式，在提高集磁器能量转化率的同时，能够有效避免因为工作区电压太高而造成的待焊接工件焊接过度的问题。

附图说明