CN111940886B - 一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置 - Google Patents

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Abstract

本申请揭示了一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，属于集磁器领域，包括：集磁器和设置在集磁器上的开口间隙；集磁器为柱状对称结构，中间设有用于放置工件的通孔；开口间隙连通集磁器的内壁和外壁，开口间隙外切于集磁器的内壁。通过将开口间隙外切于集磁器的内壁，改变开口间隙的角度，使得开口处的磁场力强度损失降低到最小，从而提高磁脉冲焊接接头的周向长度，弥补传统开口产生的缺陷，保证焊接接头周向连接的均匀性。

Description

一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置
技术领域
本发明属于集磁器领域，涉及一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置。
背景技术
鉴于航天器对于轻量的迫切需求，异种金属管路接头成为首选，这种连接方式即可以保证接头的强度，又可以最大限度的减少接头的重量。其中磁脉冲焊接特别适用于异种金属的连接，它的工作原理是通过向金属线圈通入强大的交变电流，使其产生猛烈的交变磁场，并在工件表面产生反向的斥力，使外部工件迅速变形与内部工件冲击形成原子键合实现连接。这种焊接方式非常适用于异种金属材质管类零件的连接，甚至是金属与非金属管件的连接。
由于磁脉冲焊接过程会产生强大的磁场力，普通的缠制线圈寿命非常短暂，目前普遍使用金属板式的机加线圈，但是这种线圈非常厚重，难以将磁场力集中，因此大多磁脉冲焊接设备的线圈中需要放置铜制的集磁器用来集中磁场，因此集磁器的结构会直接影响接头质量。集磁器为了达到集磁效果都会制作一个连接内外壁的开口，它的作用是将集磁器外壁表面的感应电流引导进内壁，从而将电流向内壁集中增强工作区磁场。目前的开口方式均与集磁器贯穿轴心的法线平行，根据大量的实验发现，这种开口方式会导致开口间隙附近的管件感应出的磁场力远小于周向其它方向，从而容易出现缺陷，这种缺陷会严重影响磁脉冲焊接接头的质量。
发明内容
为了解决相关技术中开口方式会导致开口间隙附近的管件感应出的磁场力远小于周向其它方向，从而容易出现缺陷，这种缺陷会严重影响磁脉冲焊接接头的质量的问题，本发明提供了一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置。技术方案如下：
提供了一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，包括：集磁器和设置在集磁器上的开口间隙；集磁器为柱状对称结构，中间设有用于放置工件的通孔；开口间隙连通集磁器的内壁和外壁，开口间隙外切于集磁器的内壁。
通过将开口间隙外切于集磁器的内壁，改变开口间隙的角度，使得开口处的磁场力强度损失降低到最小，从而提高磁脉冲焊接接头的周向长度，弥补传统开口产生的缺陷，保证焊接接头周向连接的均匀性。
可选的，开口间隙连通外壁的开口点与内壁的切点。
可选的，集磁装置用于磁脉冲焊接装配时，内棒为受冲击零件与外管同心放置，在焊接过程中外管受到强磁场力冲击内棒形成焊接接头，外管与集磁器同心放置，在焊接过程中外管受到的感应电流来自集磁器的内壁，线圈与集磁器同心放置，在焊接过程中集磁器受到的感应电流来自线圈。
可选的，集磁器的外壁的感应电流通过开口间隙处流入集磁器的内壁形成闭合回路。
可选的，集磁器的两端向内凹陷形成凹陷部。
可选的，凹陷部为喇叭状。
可选的，集磁器采用金属材料制作。
可选的，金属材料包括铜合金材料。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明一个实施例提供的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置的示意图；
图2是本发明一个实施例提供的磁脉冲焊接装配的示意图；
图3是本发明一个实施例提供的焊接过程集成器电流流向的示意图。
其中，附图标记如下：
1、集磁器；2、开口间隙；3、外管；4、内棒；5、线圈。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
由于磁脉冲焊接过程会产生强大的磁场力，普通的缠制线圈寿命非常短暂，目前普遍使用金属板式的机加线圈，但是这种线圈非常厚重，难以将磁场力集中，因此大多磁脉冲焊接设备的线圈中需要放置铜制的集磁器用来集中磁场，因此集磁器的结构会直接影响接头质量。集磁器为了达到集磁效果都会制作一个连接内外壁的开口，它的作用是将集磁器外壁表面的感应电流引导进内壁，从而将电流向内壁集中增强工作区磁场。目前的开口方式均与集磁器贯穿轴心的法线平行，根据大量的实验发现，这种开口方式会导致开口间隙附近的管件感应出的磁场力远小于周向其它方向，从而容易出现缺陷，这种缺陷会严重影响磁脉冲焊接接头的质量。
针对目前开口方式会导致开口间隙附近的管件感应出的磁场力远小于周向其它方向，从而容易出现缺陷，这种缺陷会严重影响磁脉冲焊接接头的质量的问题，本申请提供了一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，通过将开口间隙外切于集磁器的内壁，改变开口间隙的角度，使得开口处的磁场力强度损失降低到最小，从而提高磁脉冲焊接接头的周向长度，弥补传统开口产生的缺陷，保证焊接接头周向连接的均匀性。下面结合图1和图3对本申请提供的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置进行举例说明。
结合参考图1和图3，该用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置包括：集磁器1和设置在集磁器1上的开口间隙2；集磁器1为柱状对称结构，中间设有用于放置工件的通孔；开口间隙2连通集磁器1的内壁和外壁，开口间隙2外切于集磁器1的内壁。
开口间隙2连通集磁器1的内壁和外壁，保证集磁器1在交变磁场中可以将外壁表面感应的电流导入内壁形成闭合回路。
开口间隙2连通外壁的开口点与内壁的切点。
通孔的内壁即集磁器1的内壁，集磁器1的侧视图上开口间隙2占通孔外切线的一半。
结合参考图2，集磁装置用于磁脉冲焊接装配时，内棒4为受冲击零件与外管3同心放置，在焊接过程中外管3受到强磁场力冲击内棒4形成焊接接头，外管3与集磁器1同心放置，在焊接过程中外管3受到的感应电流来自集磁器1的内壁，线圈5与集磁器1同心放置，在焊接过程中集磁器1受到的感应电流来自线圈5。
结合参考图3，集磁器1的外壁的感应电流通过开口间隙2处流入集磁器1的内壁形成闭合回路，采用侧向的开口方式可以借用开口间隙2侧壁的电流作为补偿，将开口处的外管3表面感应的磁场力强度损失降低到最小，从而增强接头的连接效果。
集磁器1的两端向内凹陷形成凹陷部。可选的，凹陷部为喇叭状。
集磁器1采用金属材料制作。可选的，金属材料包括铜合金材料。
综上所述，本申请提供的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，通过将开口间隙外切于集磁器的内壁，改变开口间隙的角度，使得开口处的磁场力强度损失降低到最小，从而提高磁脉冲焊接接头的周向长度，弥补传统开口产生的缺陷，保证焊接接头周向连接的均匀性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，其特征在于，包括：集磁器和设置在所述集磁器上的开口间隙；
所述集磁器为柱状对称结构，中间设有用于放置工件的通孔；
所述开口间隙连通所述集磁器的内壁和外壁，所述开口间隙外切于所述集磁器的内壁；
所述开口间隙连通所述外壁的开口点与所述内壁的切点；所述集磁装置用于磁脉冲焊接装配时，内棒为受冲击零件与外管同心放置，在焊接过程中所述外管受到强磁场力冲击所述内棒形成焊接接头，所述外管与所述集磁器同心放置，在焊接过程中所述外管受到的感应电流来自所述集磁器的内壁，线圈与所述集磁器同心放置，在焊接过程中所述集磁器受到的感应电流来自所述线圈。
2.根据权利要求1所述的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，其特征在于，所述集磁器的外壁的感应电流通过所述开口间隙处流入所述集磁器的内壁形成闭合回路。
3.根据权利要求1或2所述的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，其特征在于，所述集磁器的两端向内凹陷形成凹陷部。
4.根据权利要求3所述的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，其特征在于，所述凹陷部为喇叭状。
5.根据权利要求1或2所述的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，其特征在于，所述集磁器采用金属材料制作。
6.根据权利要求5所述的用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置，其特征在于，所述金属材料包括铜合金材料。
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