[发明专利]一种管件磁脉冲焊接装置及方法

说明书

本发明涉及一种管件磁脉冲焊接装置及方法，包括基板，所述基板上侧中间设置有可左右移动的中间底板，中间底板上方安装有线圈，所述线圈中间内套有集磁器；中间底板上侧还安装有一对位于中间底板左、右两侧并可左右移动的侧底板，所述侧底板上侧安装有安装座，所述安装座朝向线圈一侧安装有用以装夹管件的三爪卡盘，两侧三爪卡盘的轴心线和集磁器的轴心线位于同一直线上。本发明管件磁脉冲焊接装置操作简单，使用方便，提高焊接效率，能够保证焊接的两个管件与集磁器保持同轴，进而保证焊接时管件受力均匀，达到良好的焊接效果，保证管件的焊接质量。

技术领域

本发明涉及一种管件磁脉冲焊接装置及方法，属于磁脉冲焊接技术领域。

背景技术

由于各国政府机构严格的环境法律法规以及全球能源价格的上涨，使用更新和更加环保的制造技术在过去十年中变得更加普遍。旨在减少全球环境负担和有效利用材料和能源的可持续性现已成为一个广泛的研究领域，材料轻量化是该研究领域的一个重点，而材料轻量化经常会涉及到异种金属的连接问题。异种金属的连接一般是用传统的焊接方法，像熔焊、钎焊、搅拌摩擦焊等，但是由于异种金属物理性能差异比较大，传统的焊接方法容易在接头处产生金属间化合物，大幅削弱接头的力学性能。

磁脉冲焊接是一种比较新的焊接工艺。进行磁脉冲焊接时，无烟尘、飞溅、紫外线和辐射等，是一种绿色环保的工艺，接头强度高，接合强度高于较弱母材。但是目前没有对管件进行磁脉冲焊接的专用设备，要焊接的管件与集磁器难以保持同轴，大大影响焊接质量和焊接效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种使用方便，焊接效率高，焊接效果好的管件磁脉冲焊接装置及方法。

本发明采用以下方案实现：一种管件磁脉冲焊接装置，包括基板，所述基板上侧中间设置有可左右移动的中间底板，中间底板上方安装有线圈，所述线圈中间内套有集磁器；中间底板上侧还安装有一对位于中间底板左、右两侧并可左右移动的侧底板，所述侧底板上侧安装有安装座，所述安装座朝向线圈一侧安装有用以装夹管件的三爪卡盘，两侧三爪卡盘的轴心线和集磁器的轴心线位于同一直线上。

进一步的，所述中间底板上方两侧固定安装有一对用以配合夹紧线圈两端面的夹板，两侧的夹板之间通过螺栓螺母连接。

进一步的，所述安装座可在侧底板上前后移动，所述安装座朝向线圈一侧安装有可上下移动的滑座，所述三爪卡盘安装于滑座上。

进一步的，所述安装座上开设有竖向通槽，安装座上转动安装有从竖向通槽上穿过的竖向丝杆，所述滑座上设置有伸入竖向通槽中的第一凸块，所述第一凸块上开设有与竖向丝杆配合的螺纹孔；所述侧底板上侧固定安装有底座，所述安装座安装于底座上，底座上开设有纵向通槽，底座上转动安装有从纵向通槽上穿过的纵向丝杆，所述安装座底侧设置有伸入纵向通槽中的第二凸块，所述第二凸块上开设有与纵向丝杆配合的螺纹孔。

进一步的，所述基板左、右两端固定安装有侧固定板，所述基板上侧安装有横向直线导轨，所述中间底板和侧底板底部安装有与横向直线导轨配合的滑块；所述侧固定板上转动安装有横向丝杆，所述横向丝杆从同侧的侧底板上的螺纹孔穿过。

本发明另一技术方案：一种如上所述管件磁脉冲焊接装置的焊接方法包括以下步骤：

（1）准备工作：将三爪卡盘中的卡爪松开，将所要焊接的两根直径不同的管件分别水平放入两侧的三爪卡盘内并夹紧，小径管件的外径小于大径管件的内径，控制两侧的侧底板朝中间移动，两管体焊接端靠近集磁器，调节三爪卡盘上下和前后位置使集磁器和两根管件保持同轴；然后继续控制两侧的侧底板朝中间移动，使小径管件焊接端伸入到大径管件焊接端内；

（2）磁脉冲焊接：利用脉冲电容器瞬时放电施加脉冲大电流给线圈，线圈中产生很大的瞬时电流，集磁器和管件中会产生很大的感应电流，大径管件在感应电流产生的瞬时强磁场作用下产生巨大的径向强脉冲电磁力，使得大径管件焊接端快速向内发生塑性变形，与内部小径管件实现高速冲击焊接；