专利名称：焊接中搅拌焊接熔池的方法及电磁摆动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接加工领域，尤其涉及一种用于焊接中搅拌焊接熔池的方 法及装置。
背景技术：
在焊接中，由于焊接熔池中金属杂质具有不均匀性，所以常常使得焊接 工件的表面硬度不均匀，严重影响工件的质量，而焊接中尤属轧辊的修复要 求最为高。轧辊作为轧机的关键备品备件，在轧钢过程中消耗量非常大，而堆焊技 术则是机械制造行业的一个重要制造和维修手段。当轧辊使用到报废极限时， 通过修复增强轧辊耐磨性，延长轧辊使用寿命。经过堆焊修复后的轧辊具有 成本低、寿命长、使用效果好等优点，对于推进循环经济成效明显。轧辊修复主要针对大型轧辊， 一般轧辊重量在几十吨至一百多吨，轧辊直径最大可达2m左右。轧辊的表面堆焊工艺一般是轧辊旋转， 一把或多把焊枪沿轧辊轴向前行 走，使堆焊轨迹呈螺旋线轨迹。后一道螺旋线的堆焊层宽度要求与前一道螺 旋线宽度重叠(搭接量)50%左右，当一层堆焊完毕后，焊枪反向行走再堆焊 下一层，连续不断就在轧辊表面均匀堆焊一层层耐磨金属。现有设备对轧辊的表面堆焊厚度的控制， 一般只能通过每层焊接厚度来 估算焊接层数从而达到对厚度的控制。这种模糊的控制为保证堆焊层厚度满 足规定要求，只能在堆焊时将堆焊余量加大，在轧辊表面根据经验多堆焊几 层来确保厚度，从而也造成后期加工余量加大。现在国内进行堆焊修复的轧辊基本上都是热轧轧辊，对于堆焊修复的技 术要求较低。而目前国内的冷轧轧辊由于对轧辊的硬度、硬度的均匀性、轧辊的尺寸精度均较高，国内基本上还没有对大型冷轧轧辊采用堆焊修复技术， 大型冷轧轧辊如磨损，要么更换新的，要么拿到国外进行修复，成本很高。通过试-险证明，如果轧辊堆焊时的加热时间控制在10~12小时内，轧辊的硬_ 度以及均匀性均不会发生太大改变，但是超过这个时间，因金属的结晶体组 织发生改变，轧辊的性能将会急剧下降，不适合作为冷轧轧辊进行表面堆焊 修复。如果冷轧辊要采用表面堆焊的工艺，必须将堆焊时间严格控制在这个 范围内。轧辊堆焊对堆焊层的硬度均匀性比较严才各，如果堆焊硬度均匀性不好， 容易造成扎制过程中轧辊的堆焊层局部开裂或脱落；而且由于堆焊硬度均匀 性不好会影响堆焊层的金属组织。由于轧辊堆焊的熔池中金属杂质不均匀， 造成熔池冷却凝固后形成的表面金属杂质不均匀，也就造成了工件的表面硬 度不均匀，严重影响了轧辊表面堆焊层的质量。发明内容为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种可搅拌焊接熔池、使焊 接熔池中金属杂质均匀的搅拌方法。本发明的另 一 目的是提供一种搅拌焊接熔池的电磁摆动装置。一种焊接中搅拌焊接熔池的方法，所述方法为在焊枪处安装电磁摆动 装置，所述电磁摆动装置的导磁棒外缠绕电磁线圈，电磁摆动装置的导磁棒 末端正对焊枪枪口位置；焊丝被焊枪融化，形成焊接熔池，接通所述电磁摆动装置的电磁线圈电 源后，导磁棒周围产生一定方向的磁场，在磁场的作用下，焊枪产生的电弧 摆动，搅拌焊接熔池使金属杂质均匀；通过改变电流方向和通电时间，改变 电弧的摆动方向。一种用于焊接中搅拌焊接熔池的的电磁摆动装置，包括电磁线圈、导磁 棒、磁摆器护罩，电磁线圈，导磁棒下端暴露在电磁线圏外，电磁线 圈外为磁摆器护罩，磁摆器护罩和电磁线圈之间采用固定装置固定。作为本发明的一种优选方案，所述电磁摆动装置上端设置冷却装置，所 述导磁棒上端掏空，冷却管通入导磁棒空心内，冷却装置的侧端开有进水口， 冷却装置的顶端开有出水口 ，在动力装置的作用下将冷却水从出水口排出。作为本发明的进一步优选方案，所述电磁摆动装置设置磁摆控制器，磁 摆控制器与电磁线圏电连接，通过控制磁摆控制器控制导磁棒周围磁场的摆 动参数。作为本发明的再一种优选方案，所述导磁棒缠绕电磁线圈的部分包有绝缘纸。本发明采用电磁摆动装置， 一方面对焊接熔池施加一定强度的磁场，另 一方面磁场对焊枪产生的电弧发生作用，使得电弧摆动，从而相对地对焊接 熔池进行搅拌，并有节奏地改变磁场方向可以搅拌焊接熔池，从而使熔池中 金属杂质均匀。采用本发明提供的方法，提高了工件的硬度均勻性，保证了工件表面堆 焊层的质量，从而保证了修复的工件合格率，尤其使得大型冷轧轧辊的修复 堆焊成为可能。本发明提供的电磁摆动装置，结构筒单，操作方便，成本低。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中 图1为电磁摆动装置的结构示意图； 图2为电磁摆动装置的左视图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意 性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。本实施例提供的焊接中搅拌焊接熔池的方法，所述方法为在焊枪处安 装电磁摆动装置，所述电磁摆动装置的导磁棒外缠绕电磁线圏，电磁摆动装 置的导磁棒末端正对焊枪枪口位置；焊丝被焊枪融化，形成焊接熔池，接通所述电磁摆动装置的电磁线圈电 源后，导磁棒周围产生一定方向的磁场，在磁场的作用下，焊枪产生的电弧 摆动，搅拌焊接熔池使金属杂质均匀；通过改变电流方向和通电时间，改变 电弧的摆动方向。釆用电磁摆动装置， 一方面电磁摆动装置对焊接熔池施加一定强度的磁 场，对熔池有个搅拌作用；另一方面磁场对焊枪产生的电弧发生作用，使得 电弧摆动，从而相对地对焊接熔池进行搅拌，并有节奏地改变》兹场方向可以 搅拌焊接熔池，从而使熔池中金属杂质均匀。根据不同焊接工件，可采用不 同电阻和电流的电石兹线圏，以适应不同的需求。如图1、 2所示，本实施例提供的电磁摆动装置，包括电磁线圈2、导磁 棒l、磁摆器护罩5，所述导磁棒1外围缠绕电磁线圈2,导磁棒1下端暴露在电磁线圈2夕卜， 电磁线圈外为磁摆器护罩5，磁摆器护罩5和电磁线圈2之间采用固定装置6 固定。将电磁线圏2的电源接通后，导磁棒l对焊接熔池施加一个磁场，由于 导磁棒的末端正对焊枪枪口 ，焊枪产生的电弧在磁场的作用下进行左右摆动 或前后摆动。电磁线圈2外设置磁摆器保护罩5，可保护整个装置的稳定性； 可采用常用的方式将磁摆器保护罩5和电磁线圈2之间固定，如压紧螺母。根据不同的焊接工件和焊接要求，可选用不同电阻和电流的电磁线圈。对于轧辊堆焊这样的技术，常常需要电阻和电流较大的电磁线圈，那么在工 作时间较长的时候，装置温度会升高，所以本实施例中可以在摆动装置的上 端设置一个冷却装置，用于将摆动装置降温，保证装置运行的正常，而用水 冷却是最经济而且冷却效果最好的方式。本实施例中，将导i兹棒l上端掏空，冷却管4通入导磁棒1空心内，冷却装置3的侧端开有进水口 8，冷却装置的 顶端开有出水口 7,水从进水口进入导磁棒内部，在动力装置的作用下将冷却 水从出水口排出，实现冷却的效果。为了能更好地控制磁摆，使磁摆功能更加完善，满足轧辊堆焊的焊接工 艺及焊接质量的要求，本实施例中还可以设置磁摆控制器(图中未标出)，磁 摆控制器与电磁线圈电连接，通过磁摆控制器我们可以有效地控制磁场的摆 动频率、左摆幅、右摆幅、左摆动停留时间、右摆动停留时间等磁场摆动参 数，使操作者能更好控制焊接摆动磁场。为了使电磁摆动装置使用更持久、作用效果更好，本实施例中导磁棒缠 绕电磁线圈的部分包有绝缘纸。制作时，先在导磁棒缠绕电磁线圈的部分包 上绝缘纸(还可以是其他的有绝缘效果的膜)，然后将导磁棒外缠绕电磁线圈， 电磁线圈与导》兹棒之间采用挡圈固定。本发明提供的搅拌焊接熔池的方法及装置不仅可以用于轧辊堆焊中，任 何需要搅拌焊接熔池使得金属杂质均匀的焊接过程都可以采用本发明中所述 的搅拌方法以及搅拌装置。根据不同的焊接方法及实际操作要求，改变搅拌 装置中的电阻和电流即可。以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了 具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说 明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人 员，依据本发明实施例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处， 综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1、一种焊接中搅拌焊接熔池的方法，其特征在于所述方法为在焊枪处安装电磁摆动装置，所述电磁摆动装置的导磁棒外缠绕电磁线圈，电磁摆动装置的导磁棒末端正对焊枪枪口位置；焊丝被焊枪融化，形成焊接熔池，接通所述电磁摆动装置的电磁线圈电源后，导磁棒周围产生一定方向的磁场，在磁场的作用下，焊枪产生的电弧摆动，搅拌焊接熔池使金属杂质均匀；通过改变电流方向和通电时间，改变电弧的摆动方向。
2、 一种用于焊接中搅拌焊接熔池的的电》兹摆动装置，其特征在于所 述电磁摆动装置包括电磁线圈、导磁棒、磁摆器护罩，所述导磁棒外围缠绕电磁线圏，导磁棒下端暴露在电磁线圈外，电磁线 圈外为磁摆器护罩，磁摆器护罩和电磁线圈之间采用固定装置固定。
3、 如权利要求2所述的电磁摆动装置，其特征在于所述电磁摆动装 置上端设置冷却装置，所述导磁棒上端掏空，冷却管通入导磁棒空心内，冷 却装置的侧端开有进水口，冷却装置的顶端开有出水口，在动力装置的作用 下将冷却水从出水口排出。
4、 如权利要求2或3所述的电磁摆动装置，其特征在于所述电磁摆 动装置设置磁摆控制器，磁摆控制器与电磁线圈电连接，通过控制磁摆控制 器控制导磁棒周围磁场的摆动参数。
5、 如权利要求4所述的电磁摆动装置，其特征在于所述导磁棒缠绕 电磁线圈的部分包有绝缘纸。
全文摘要
本发明涉及焊接加工领域，公开了一种焊接中搅拌焊接熔池的方法及电磁摆动装置。所述方法为在焊枪处安装电磁摆动装置，接通所述电磁摆动装置的电磁线圈电源后，导磁棒周围产生一定方向的磁场，在磁场的作用下，焊枪产生的电弧摆动，搅拌焊接熔池使金属杂质均匀。所述电磁摆动装置，包括电磁线圈、导磁棒、磁摆器护罩，导磁棒外围缠绕电磁线圈，电磁线圈外为磁摆器护罩。采用本发明提供的方法，提高了工件的硬度均匀性，保证了工件表面堆焊层的质量，从而保证了修复的工件合格率。
文档编号B23K9/08GK101596637SQ20091003978
公开日2009年12月9日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者张舫舟 申请人:成都焊研科技有限责任公司