CN109807449A - 一种电磁脉冲焊接用组合集磁器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁脉冲焊接用组合集磁器，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；当焊接管状工件时，集磁器包括组件一，所述组件一外部呈圆柱体，沿其轴向开设有中心凹槽，使得组件一的截面呈U字型，上述线圈均匀的分布在组件一的外表面；当焊接板状工件时，所述集磁器还包括组件二，组件二为配合组件一中心凹槽使用的凸起结构，其截面呈T字型，组件二的凸起部分的顶端还设有导通装置，使得组件一与组件二固定。本发明采用组件一与组件二组合的方法，在焊接两种不同形状的工件时，无需更换不同的专属集磁器，仅单独使用组件一或者将组件一和组件二结合即可实现管状和板状工件的焊接。

Description

一种电磁脉冲焊接用组合集磁器

技术领域

本发明涉及焊接用集磁器技术领域，特别是涉及一种电磁脉冲焊接用组合集磁器。

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昌盛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。中国专利文件201610582310.8公开了一种新型电磁脉冲焊接用集磁器，所述集磁器本体呈柱状，以便于对管件进行快速焊接，在考虑到焊接过程中的散热问题，在其内部设有冷却通道散热，避免造成工件的受热不均匀。中国专利文件201810531369.3公开了一种高速电磁脉冲点焊装置，使用平板集磁器以适用于铝合金板等高导电率的板件与钢板等熔点相差较大的金属板件。由此可见，在磁脉冲成形技术中，对于集磁器的应用还非常单一，对管状或者板状的工件需配对采用相应的集磁器，这便需要重新另外加工符合工件形状的集磁器，使得集磁器的利用率很低，且加工成本增加，延长制造周期。在更换集磁器的同时，还需重新在集磁器外部绕制线圈，因为线圈的制造和绕制工艺较为复杂，所以在更换集磁器时，无异于又增加了加工成本。

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组合集磁器可适用于管状和板状的待焊接工件，且在焊接两种不同形状的工件时无需重新绕制集磁器上的线圈，提高集磁器和线圈的利用率。

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组合集磁器，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；当焊接管状工件时，集磁器包括组件一，所述组件一外部呈圆柱体，沿其轴向开设有中心凹槽，使得组件一的截面呈U字型，上述线圈均匀的分布在组件一的外表面；

当焊接板状工件时，所述集磁器还包括组件二，组件二为配合组件一中心凹槽使用的凸起结构，其截面呈T字型，组件二的凸起部分的顶端还设有导通装置，使得组件一与组件二可拆卸连接。

进一步地，所述组件一外表面的内壁与中心凹槽的内壁之间设有若干锥形凹槽，锥形凹槽较小的一端靠近中心凹槽的内壁。

进一步地，在焊接板状工件时，所述集磁器还包括底板，底板的两端设有绝缘固定条，用于稳定放置在组件二底部的待焊接工件。

进一步地，所述导通装置包括位于组件二顶部的凸起导体和绕制在凸起导体上的弹簧线圈，凸起导体上设有螺纹，中心凹槽的底部还开设有与其匹配的螺纹槽。

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组合集磁器，其好处是：

（1）本发明采用组件一与组件二组合的方法，在焊接两种不同形状的工件时，无需更换不同的专属集磁器，仅单独使用组件一或者将组件一和组件二结合即可实现管状和板状工件的焊接。

（2）由于线圈的绕制和制作非常耗时和困难，本发明中，线圈一直缠绕在组件一的外部，如此在更换焊接工件时，不必更换组件一上的线圈，可有效避免重新绕制线圈导致加长工时和消耗更多的线圈，提高了集磁器和线圈的利用率。

附图说明

图1是本发明所述组件一的剖视图。

图2是本发明所述组件一和组件二配合的剖视图。

图3是本发明所述导通装置与螺纹槽配合使用的剖视图。

附图标记：

1-线圈，2-电磁脉冲电源，3-组件一，4-中心凹槽，5-组件二，6-锥形凹槽，7-底板，8-导通装置，9-弹簧线圈，10-凸起导体，11-螺纹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

如图1所述，一种电磁脉冲焊接用非对称集磁器，集磁器外部连接有通用线圈1，线圈1通过导线与外部电磁脉冲电源2连接，使得电磁脉冲电源2在放电的时候，线圈1由于电流的变化产生感应磁场，同时其内部的集磁器中产生感应电流，从而形成感应磁场。在其中心的焊接区域，磁场力最为集中，由于电流密度最大，因此其电磁力也最大，巨大的电磁力使得焊接区域发生冶金变化，进而实现工件的焊接。

由于现有技术中的集磁器在焊接使用时，其形状需要配合待焊接工件，例如管状或者板状，这使得在进行两种不同形状工件的焊接时，都需更换集磁器，并且重新绕制线圈1，无疑增加了工时，且无法使得线圈1和集磁器实现其最大利用率。

具体地说，本实施例中的集磁器包括组件一3和组件二5。如图1所示，所述组件一3外部呈圆柱体，沿其轴向开设有中心凹槽4，使得组件一3的截面呈U字型，在U字型的底端中部开设有有缝隙，使得整个组件一3轴向贯通，以在线圈1一通电产生感应磁场的时候，组件一3产生感应电流实现后续的焊接。所述中心凹槽4处为焊接区域。线圈1均匀的分布在组件一3的外表面，在组件一3外表面的内壁与中心凹槽4的内壁之间还设有锥形凹槽6，锥形凹槽6较小的一端靠近中心凹槽4的内壁，使得组件一3中的感应电流可集中的流向焊接区域。组件一3可用于在焊接管状工件时使用。

所述组件二5为配合组件一3中中心凹槽4使用的凸起结构，其截面呈T字型。在需要焊接板状工件时，将组件二5的凸起部分插入组件一3的中心凹槽4中，使得组件一3和组件二5配合，形成圆柱体，如图2所示。具体地说，组件二5凸起部分的顶部还设有导通装置8，所述导通装置8包括位于组件二5顶部的凸起导体10和绕制在凸起导体10上的弹簧线圈9，凸起导体10截面呈阶梯状，共有二阶，弹簧线圈9绕制在其顶端的一级阶梯外壁，二级阶梯的直径大于一级阶梯，且其外壁设有螺纹，所述凸起导体10与组件二5一体成型，如图3所示。相应的，在组件一3中心凹槽4的底部还开设有配合凸起导体10二级阶梯使用的螺纹槽11。具体使用时，将已绕制弹簧线圈9的凸起导体10旋入组件一3底部的螺纹槽11中，使得导通装置8可固定在螺纹槽11内，如此组件一3在与组件二5配合使用的时候，组件二5不从组件一3内掉出；需要分开两组件时，转动组件二5，使得导通装置8从螺纹槽11内旋出即可。具体的说，焊接板状工件时，先将组件二5与组件一3配合，固定好二者之间的位置后，将待焊接工件放置在组件二5的底部，打开电磁脉冲电源2，使得线圈1通电，线圈1中产生环形电流，此电流感应出电磁场，如此，集磁器中的组件一3中随之产生感应电流。弹簧线圈9通电，使得套接在其内部的凸起导体10产生感应电流，因为凸起导体10与组件二5为一体成型，感应电流流向组件二5的底部，并会产生感应磁场。在组件一3中的电磁场与组件二5中的电磁场相互高速撞击的情况下，可使得放置在组件二5底部的待焊接工件发生形变。同时因为组件一3与组件二5之间无法完全密封，使得其接触的地方均有缝隙，可避免整个集磁器在通电后电流相互碰撞，导致集磁器部分受损。

因为传统集磁器上均开设有狭缝，但其存在弊端，一是因为狭缝开设在集磁器内部，在长时间的使用下，因为狭缝两相对面的电磁场互相排斥，会造成狭缝开口的损坏，导致集磁器自身受损；二是待焊接工件的焊接面直接放在狭缝下端，使得位于狭缝下的焊接部分受到的电磁力弱于其他部分，待焊接工件会出现变形不均匀，最终造成焊接的不理想。但在本实施例中，虽然组件一3在其底部开设有缝隙，但因为焊接件区域为靠近凹槽的两侧，因此位于底端的缝隙并不对待焊接工件的焊接部分造成焊接的影响。所以本发明在焊接的过程中，可以很好的避免传统集磁器因为使用过久，狭缝出现开口，导致集磁器本身受损的弊端。且缝隙不与待焊接件直接接触，有效的避免了在焊接时，造成的焊接不均匀，从而提高焊接准确度。

进一步的，因为组件二5的底部为板状，所以在焊接的时候，还包括底板7，底板7用于稳定放置在组件二5底部的待焊接工件。底板7两端还设有绝缘固定条，用于固定其上方的焊接工件，避免在焊接时，由于巨大的电磁冲力，焊接工件发生移位，造成工件的不准确焊接。

进一步的，所述组件一3、组件二5均采用硬度较高，导电率较好的金属材料加工而成，本实施例中，选用铬锆铜作为集磁器的制作材料。

通过组件一3与组件二5，在焊接管状和板状两种不同形状的工件时，无需更换不同的专属集磁器，仅单独使用组件一3或者将组件一3和组件二5结合即可实现管状和板状工件的焊接。由于线圈1的绕制和制作非常耗时和困难，本实施例中，线圈1一直缠绕在组件一3的外部，如此在更换焊接工件时，不必更换组件一3上的线圈1，避免重新绕制线圈1加长工时和消耗更多的线圈1，实现了集磁器和线圈1的高利用率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电磁脉冲焊接用组合集磁器，包括线圈（1）、电源（2）和集磁器，其特征在于：所述线圈（1）缠绕在集磁器外部，线圈（1）通过导线与电源（2）连接；当焊接管状工件时，集磁器包括组件一（3），所述组件一（3）外部呈圆柱体，沿其轴向开设有中心凹槽（4），使得组件一（3）的截面呈U字型，上述线圈（1）均匀的分布在组件一（3）的外表面；

当焊接板状工件时，所述集磁器还包括组件二（5），组件二（5）为配合组件一（3）中心凹槽（4）使用的凸起结构，其截面呈T字型，组件二（5）凸起部分的顶端还设有导通装置（8），使得组件一（3）与组件二（5）可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲焊接用组合集磁器，其特征在于：所述组件一（3）外表面的内壁与中心凹槽的内壁之间设有若干锥形凹槽（6），锥形凹槽（6）较小的一端靠近中心凹槽（4）的内壁。

3.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲焊接用组合集磁器，其特征在于：在焊接板状工件时，所述集磁器还包括底板（7），底板的（7）两端设有绝缘固定条，用于稳定放置在组件二（5）底部的待焊接工件。

4.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲焊接用组合集磁器，其特征在于：所述导通装置（8）包括位于组件二（5）顶部的凸起导体（10）和绕制在凸起导体（10）上的弹簧线圈（9），凸起导体（10）上设有螺纹，中心凹槽（4）的底部还开设有与其匹配的螺纹槽（11）。