CN210722615U - 磁导率局部可调的磁场发生装置 - Google Patents
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Abstract
磁导率局部可调的磁场发生装置，包括磁场电源、励磁线圈、磁芯、工作磁极、工作台和固定件，磁芯呈封闭环状，磁芯上绕有励磁线圈，励磁线圈连接电磁场源，磁芯的相对侧各装有一个工作磁极，两个工作磁极的端部相对，两个工作磁极的间隙形成工作磁场；工件放置于工作台上的工作磁场，所述工作台上设有榫槽，固定件通过榫接固定于工作台上，磁芯与磁极与固定件连接，磁极位于工件上方并相互脱离；工作磁极内部嵌入有一对导电铜片，两个导电铜片分别连接磁极电源的正极和负极。本实用新型通过调节工作磁极的温度，调节工作磁极磁导率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于激光熔覆加工的磁场发生装置。
背景技术
在激光加工过程中，通过耦合电磁场，控制洛伦兹力的大小和方向实现对熔池的控制，减少凝固组织内部出现气孔、裂纹等缺陷，细化组织晶粒，从而实现增材制造零部件的力学性能的提升。
东南大学孙桂芳等人申报的专利申请号为201610081496.9的中国专利公开了一种电磁场辅助激光增材制造的装置，该装置能有效减少制造过程中零件内部产生的气孔，微裂纹，同时能够细化晶粒，得到性能优异的零件。
浙江工业大学姚建华等人申报的专利申请号为201721646620.8的中国专利公开了一种激光熔覆用磁场同步耦合模块，该发明将磁场发生装置集成在激光头上，可确保电场与磁场的同步随动耦合，在激光加工区域形成稳定是电-磁复合场。
青岛理工大学陈龙等人申报的专利申请号为201721453799.5的中国专利公开了一种自由配置的通用电、磁复合场激光熔覆辅助装置，该装置能够产生不同类型的电磁场组合，能够有效地控制熔覆层中金属流体的对流情况，为在激光熔覆过程中制造优良的熔覆层提供了条件。
但上述专利所公开的磁场辅助激光制造装置均未考虑提高磁芯的聚磁能力。
发明内容
为克服背景技术中存在的不足，本实用新型提供一种磁导率局部可调的磁场发生装置，提高激光加工过程中熔覆区域的磁场强度。
本实用新型通过下列技术方案实现：一种磁导率局部可调的磁场发生装置，磁场电源为缠绕在磁芯上的励磁线圈通电，励磁线圈通电后产生磁场，经磁芯的导磁作用后，在磁极空隙中产生一定的磁场强度。通过调整磁极内直流电源大小，通过电流的热效应提升磁极温度，使磁极磁导率可调。
本实用新型提供上述磁导率局部可调的磁场发生装置，包括磁场电源、励磁线圈、磁芯、工作磁极、工作台和固定件，磁芯呈封闭环状，磁芯上绕有励磁线圈，励磁线圈连接电磁场源，磁芯的相对侧各装有一个工作磁极，两个工作磁极的端部相对，两个工作磁极的间隙形成工作磁场；工件放置于工作台上的工作磁场，所述工作台上设有榫槽，所述固定件通过榫接固定于工作台上，磁芯与磁极与固定件连接，磁极位于工件上方并相互脱离。
其特征在于：工作磁极内部嵌入有一对导电铜片，两个导电铜片分别连接磁极电源的正极和负极。
导电铜片设有通孔，通过铜导线与磁极电源导通使工作磁极通电，由于电流的热效应工作磁极温度升高，当工作磁极温度低于居里温度(硅钢片为690-740℃，铁氧体为450℃左右)时，工作磁极磁导率随温度的升高而增加，提高工作磁极的聚磁能力，同时电导率降低，磁极涡流损耗减少。所述磁芯与工作磁极材料可为电阻率较大的硅钢片或铁氧体。
进一步，所述磁场电源是交流电源，所述磁场是交变磁场；或者，所述磁极电源为直流电源，所述磁场是稳态磁场。
进一步，所述励磁线圈是漆包线或铜管绕制的线圈，励磁线圈的每匝线圈之间电绝缘。
进一步，所述工作磁极的叠片材料为硅钢片、铁氧体、坡莫合金或合金带材。
进一步，所述磁芯及所述工作磁极的材料可采用导电率较高的铁氧体或硅钢片，所述磁芯及所述工作磁极可以是同种材料的一体化结构，或是不同材料的分离式结构。
本实用新型的有益效果主要表现在：
本实用新型采用工作磁极通电结构，根据磁极温度低于居里温度时，磁导率随温度的升高而增加的特性，提高磁极的聚磁能力，增加磁极间隙的磁场强度。
本实用新型采用工作磁极通电结构，磁极电导率随温度提高而降低，减少磁极的涡流损耗。
本实用新型适用于多种类型的磁场发生装置，如交变磁场发生装置、稳态磁场发生装置等。
附图说明
图1是本实用新型的正视图。
图2是本实用新型的俯视图。
图3是磁极头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1所示的一种磁导率局部可调的磁场发生装置，包括磁场电源1、磁极电源2、励磁线圈3、磁芯4、工作磁极5、导电铜片6、固定件7、工作台8和工件9。磁芯4呈封闭环状，磁芯4上绕有励磁线圈3，励磁线圈3连接磁场电源1，磁芯4的相对侧各装有一个工作磁极5，两个工作磁极(5.1,5.2)的端部相对，两个工作磁极(5.1,5.2)的间隙形成工作磁场，每个工作磁极内嵌有导电铜片6，导电铜片6包括第一导电铜片6.1和第二导电铜片6.2，第一导电铜片6.1和第二导电铜片6.2分别连接磁极电源2的两极，使工作磁极内部通过电流。
所述工件9放置于工作台上方，所述固定件7与工作台8之间通过榫接方式连接，并用螺钉固定，所述磁芯4与工作磁极5通过固定件7稳定固定于工作台8上，所述磁场电源1为励磁线圈3通电，并在两工作磁极(5.1,5.2)之间产生相应工作磁场，所述导电铜片6嵌入至工作磁极5内部，导电铜片6设有通孔，通过铜导线与磁极电源2连接。
所述工作磁极5与磁极电源2导通后，由于电流的热效应使工作磁极5通电升温，当工作磁极温度低于居里温度(硅钢片为690-740℃，铁氧体为450℃左右)时，工作磁极磁导率随温度的升高而增加，提高磁极的聚磁能力，同时电导率降低，磁极涡流损耗减少。
本实用新型所述励磁线圈3是漆包线或铜管绕制的线圈，励磁线圈的每匝线圈之间电绝缘。所述磁芯4及所述工作磁极5的材料可采用导电率较高的铁氧体或硅钢片，所述磁芯4及所述工作磁极5可以是同种材料的一体化结构，或是不同材料的分离式结构。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.磁导率局部可调的磁场发生装置，包括磁场电源、励磁线圈、磁芯、工作磁极、工作台和固定件，磁芯呈封闭环状，磁芯上绕有励磁线圈，励磁线圈连接电磁场源，磁芯的相对侧各装有一个工作磁极，两个工作磁极的端部相对，两个工作磁极的间隙形成工作磁场；工件放置于工作台上的工作磁场，所述工作台上设有榫槽，所述固定件通过榫接固定于工作台上，磁芯与磁极与固定件连接，磁极位于工件上方并相互脱离；其特征在于：工作磁极内部嵌入有一对导电铜片，两个导电铜片分别连接磁极电源的正极和负极。
2.如权利要求1所述的磁导率局部可调的磁场发生装置，其特征在于：所述的磁场电源是交流电源，所述磁场是交变磁场；或者，所述的磁极电源为直流电源，所述磁场是稳态磁场。
3.如权利要求1所述的磁导率局部可调的磁场发生装置，其特征在于：所述励磁线圈是漆包线或铜管绕制的线圈，励磁线圈的每匝线圈之间电绝缘。
4.如权利要求1所述的磁导率局部可调的磁场发生装置，其特征在于：所述工作磁极的叠片材料为硅钢片、铁氧体、坡莫合金或合金带材。
5.如权利要求1所述的磁导率局部可调的磁场发生装置，其特征在于：所述磁芯及所述工作磁极的材料采用导电率较高的铁氧体或硅钢片，所述磁芯及所述工作磁极采用同种材料的一体化结构，或采用不同材料的分离式结构。
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