CN104275548A - 一种焊接工装、焊接系统和焊接方法 - Google Patents

一种焊接工装、焊接系统和焊接方法 Download PDF

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    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
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Abstract

本发明是一种焊接工装、焊接系统和焊接方法。所述焊接工装，包括：一底板，两个侧夹具，两个所述侧夹具安装在所述底板上，两个所述侧夹具用于固定一焊接对象。利用根据本发明的具体实施例的焊接工装对超导磁体线圈支架的板材进行搅拌摩擦焊接制成的超导磁体线圈支架的组织致密度高，接头晶粒度大大好于MIG焊接，抗拉强度和延伸率都有很大提高，大大节省时间和能源，消耗大大降低，对环境污染减少。

Description

一种焊接工装、焊接系统和焊接方法
技术领域
本发明涉及磁共振成像系统，具体涉及磁共振成像系统的超导磁体线圈支架的焊接工装和焊接方法。
背景技术
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴没有一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴；原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频（Radio Frequency，RF）脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发的原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，该原子核就具有了横向磁化分量。停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。
磁共振成像系统利用超导磁体产生强大的磁场，超导磁体是用超导导线作励磁线圈产生外磁场的装置。图1是根据现有技术中超导磁体线圈支架的立体图。超导线圈通电后，会产生很大的径向扩张力，需要设计一个支撑圆筒来箍住线圈，如图1所示，该支撑圆筒就是超导磁体线圈支架。超导磁体线圈支架必须是无磁材料，具有良好的焊接性能和机械强度，一般采用50mm厚的A5083铝制成。
在现有技术中，通过两种方式制造超导磁体线圈支架：一种是直接铸造成型，但是由于超导磁体线圈支架的结构不适合铸造，因此铸造成型的超导磁体线圈支架的组织致密度差、产品合格率低，而且这种方式工艺复杂成本昂贵；另一种是将板材卷圆后熔化极氩弧焊（MIG）焊接成型，但是这种方式制成的超导磁体线圈支架虽然组织致密度高，但是在焊接接头质量差，存在气孔、裂纹等缺陷，焊接接头软化也很严重，而且MIG焊接50mm厚铝需要预热和多道焊接，因此效率低，能耗高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例的目的在于提供一种超导磁体线圈支架的焊接工装。
附图说明
图1是根据现有技术中超导磁体线圈支架的立体图。
图2是根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装的立体图。
图3是根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装的正视图。
图4是根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装的底板的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举例对本发明实施例进行进一步的详细说明。为了解决背景技术中提出的问题，本发明提出一种导轨和使用该导轨的病床。
图2是根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装的立体图。图3是根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装的正视图。如图2和图3所示，根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装，包括一底板3，两个侧夹具2，两个所述侧夹具2安装在所述底板3上，两个所述侧夹具2相对形成一空间，所述空间用于容纳经卷圆的一板材1；所述侧夹具2的顶部之间存在一第一间隙，所述第一间隙用于一焊接设备焊接经卷圆的所述板材1的接口从而制成所述超导磁体线圈支架。焊接设备是搅拌摩擦焊接设备或其他焊接设备。
由于搅拌摩擦焊接产生的震动较大，对板材的稳定性要求较高；根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装能够稳定地固定板材免受焊接过程中的震动的影响，因此特别适用于搅拌摩擦焊接。
如图2和图3所示，侧夹具2的相对表面呈部分圆形并且与经卷圆的板材1的部分外表面贴合，因此可以将经卷圆的板材1更加稳定地固定在两个侧夹具2相对形成的空间中。同时，根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装还包括至少两个螺栓5，如图2和图3所示，根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装包括12（6*2）个螺栓5，这些螺栓5分别将两个侧夹具2固定在底板3上。
如图2和图3所示，侧夹具2的底部之间存在一第二间隙，所述焊接工装还包括一支撑座4，所述支撑座4安装在所述底板3上并且位于所述第二间隙，所述支撑座4支撑经卷圆的所述板材1的底部。所述支撑座4的上表面呈部分圆形并且与经卷圆的所述板材1的部分外表面贴合使得经卷圆的所述板材1更加稳固。
图4是根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装的底板的示意图。如图4所示，在底板的右侧具有与螺栓5匹配的多个腰孔，因此侧夹具2可移动地安装在底板3上。上述腰孔也可以在底板的左侧和右侧都设置，这样侧夹具2的灵活性更大。
利用上述焊接工装，根据本发明的具体实施例还提供一种超导磁体线圈支架的焊接方法，包括以下步骤：将一板材1卷圆并放置在上述的焊接工装的侧夹具2相对形成的空间中；使用焊接设备焊接经卷圆的所述板材1的接口。所述焊接设备是一搅拌摩擦焊接设备或其他焊接设备。
由于搅拌摩擦焊接产生的震动较大，对板材的稳定性要求较高；根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装能够稳定地固定板材免受焊接过程中的震动的影响，因此特别适用于搅拌摩擦焊接。
利用根据本发明的具体实施例的超导磁体线圈支架的焊接工装对板材进行搅拌摩擦焊接制成的超导磁体线圈支架的组织致密度高，接头晶粒度大大好于MIG焊接，抗拉强度和延伸率都有很大提高，大大节省时间和能源，消耗大大降低，对环境污染减少。
如上所述并且如图4所示，侧夹具2可移动地安装在所述底板3上，其中，所述将板材1卷圆并放置在上述焊接工装的侧夹具2相对形成的空间中包括将侧夹具2移动至侧夹具2的相对表面与经卷圆的板材1的部分外表面贴合。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。在具体的实施过程中可对根据本发明的优选实施例进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，本文所述的本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种焊接工装，包括：一底板，两个侧夹具，两个所述侧夹具安装在所述底板上，两个所述侧夹具用于固定一焊接对象。
2.如权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述侧夹具可移动地安装在所述底板上。
3.如权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括至少两个螺栓，所述螺栓分别将所述侧夹具固定在所述底板上。
4.如权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括一支撑座，所述支撑座安装在所述底板上并且位于所述侧夹具的底部之间，所述支撑座用于支撑所述焊接对象。
5.如权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述侧夹具的相对表面与所述焊接对象的外表面贴合。
6.如权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接对象是一经卷圆的板材。
7.一种焊接系统，包括一焊接设备和如权利要求1-6任一所述的焊接工装。
8.如权利要求7所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接设备是一搅拌摩擦焊接设备。
9.一种焊接方法，包括以下步骤：
将一焊接对象放置在如权利要求1所述的焊接工装的两个所述侧夹具之间；
使用一焊接设备焊接所述焊接对象。
10.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述侧夹具可移动地安装在所述底板上，其中，所述将一焊接对象放置在如权利要求1所述的焊接工装的两个所述侧夹具之间包括：将所述侧夹具移动至所述侧夹具的相对表面与所述焊接对象的外表面贴合。
11.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接对象是一经卷圆的板材。
12.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接设备是一搅拌摩擦焊接设备。
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