[发明专利]一种外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置及其工艺

权利要求书

1.一种外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：包括磁控装置，所述磁控装置包括横向磁控装置和尖角磁控装置，所述横向磁控装置包括左右两侧设置的内铁芯、缠绕在内铁芯上的励磁线圈Ⅰ、与内铁芯相连的短导磁杆Ⅰ，所述励磁线圈Ⅰ与励磁电源Ⅰ相连，使两侧的励磁线圈Ⅰ产生横向磁场；所述尖角磁控装置包括前后两侧设置的外铁芯、缠绕在外铁芯上的励磁线圈Ⅱ、与外铁芯上端相连的长导磁杆，与外铁芯下端相连的短导磁杆Ⅱ，使两侧励磁线圈Ⅱ产生尖角磁场。

2.根据权利要求1所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：所述磁控装置安装于焊枪上，所述焊枪端部设置有钨极，两侧短导磁杆Ⅰ的底部位于钨极周围的同一水平面；短导磁杆Ⅰ将励磁线圈Ⅰ和内铁芯生的磁场导到指定的空间位置。

3.根据权利要求2所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：所述长导磁杆和短导磁杆Ⅱ的底部位于钨极周围的同一水平面，且该水平面与短导磁杆Ⅰ所在的水平面共面，将励磁线圈Ⅱ和外铁芯产生的磁场导到指定的空间位置。

4.根据权利要求2所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：一侧励磁线圈Ⅰ的电流流入端接励磁电源Ⅰ的正极，电流流出端连接另一侧励磁线圈Ⅰ的流入端，另一侧励磁线圈Ⅰ的电流流出端连接于励磁电源Ⅰ的负极；一侧励磁线圈Ⅱ的电流流入端连接励磁电源Ⅱ的正极，电流流出端连接另一侧励磁线圈Ⅱ的流入端，另一侧励磁线圈Ⅱ的电流流出端连接于励磁电源Ⅱ的负极。

5.根据权利要求2所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：前后两侧外铁芯的上下方均设置有多个螺纹孔，分别用于安装长导磁杆和短导磁杆Ⅱ，能够满足尖角磁场θ从0°~90°的变化。

6.根据权利要求2所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：所述横向磁控装置由左右两侧短导磁杆Ⅰ组成相对磁极，两个相对的磁极形成N极-S极的横向磁场，该横向磁场的方向垂直于钨极的轴线方向，且平行于焊缝方向。

7.根据权利要求2所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：所述尖角磁控装置由前后两侧长导磁杆、短导磁杆Ⅱ组成相邻磁极为异性的四个磁极，四个磁极形成N极-S极-N极-S极的尖角磁场。

8.根据权利要求2至7任一所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接装置，其特征在于：所述两侧内铁芯的励磁线圈Ⅰ缠绕匝数均为130，所述的横向磁场励磁电流为1-4A，相对磁极间的距离为12-14mm；所述前后两侧外铁芯的励磁线圈Ⅱ缠绕匝数均为130，所述尖角磁场励磁电流为1-6A，两两相对磁极间的距离为12-14mm，磁极间夹角为0°-90°；所述焊枪填充焊丝入射角度为45°-60°，送丝速度为3-12mm/s，填充焊丝的直径为0.8-1.6mm；所述钨极高度为3-6mm，焊接电流为80-180A，焊接速度为3mm/s，氩气流量12L/min。

9.一种外加混合磁场作用于异种钢的焊接工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1)，将开好V型坡口的异种钢母材进行打磨清洗，并将两个异种钢母材进行对接装配；

步骤2)，使焊枪对中于两异种钢母材对接坡口中间；

步骤3)，开启横向磁控装置，设置一个方向的磁场，使TIG电弧在焊接过程中偏转，进而改变电弧热力分布，完成电弧热输入在焊缝两侧的能量分配；

步骤4)，开启尖角磁控装置，产生的尖角磁场能够使TIG电弧在焊接过程中实现压缩；

步骤5)，启动焊接设备，完成异种钢焊接，并最终形成焊缝。

10.根据权利要求9所述的外加混合磁场作用于异种钢的焊接工艺，其特征在于：步骤1）中的异种钢母材对接装配后采用夹具进行固定及定位，防止焊后变形。