专利名称：一种外加纵向磁场控制tig焊接残余应力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接装置，尤其涉及一种外加纵向磁场控制TIG焊接残余应力装置。
背景技术：
焊接作为先进制造技术的重要组成部分已广泛应用于航空航天、核能、船舶、海洋钻探等各领域，焊接结构也不断向着大型化、精密化和高参数化方向发展，工作条件也越来越苛刻，尤其是对焊接残余应力的要求。由于焊接结构中复杂的残余应力状态直接地减少构件的承载能力，特别是焊缝区较高的拉应力可促使脆性断裂，也可减少构件的稳定性。因此，对焊接应力进行深入的研究和有效的控制有着重要的现实意义。焊接残余应力的根本原因是焊接过程中由于局部的加热而导致不均匀的温度场 与温度梯度。由于外加直流纵向磁场作用TIG焊接电弧过程中，电弧带电粒子在洛仑兹力作用下做高速旋转，高速旋转的电弧带动熔池中液态金属的循环搅拌运动，不仅改变母材熔化和焊缝成形，也影响焊接熔池液态金属结晶过程中的传质和传热过程，从而打乱晶粒的结晶取向，细化组织，减小偏析，提高焊缝的力学性能以及降低气孔裂纹等焊接缺陷。同时外加磁场通过洛仑兹力改变电弧带电粒子的旋转半径，从而导致电弧电流密度，电弧力和能量密度的分布都发生了改变。
发明内容本发明的目的是提供一种外加纵向磁场控制TIG焊接残余应力装置，它通过外加直流纵向磁场灵活的控制电弧能量分布，从而达到调节焊接过程中的温度场及温度梯度，实现焊件表面残余应力的分布的调节以及降低残余应力峰值的目的。本发明是这样实现的，它包括磁控稳压电源、励磁线圈、钨极、滑动变阻器、钨极氩弧焊机，钨极氩弧焊机分别连接钨极和工件，其特征是钨极置放于励磁线圈中，励磁线圈连接滑动变阻器，滑动变阻器连接磁控稳压电源，磁控稳压电源连接励磁线圈。由磁控稳压电源产生稳定的电流，供给轴对称空心圆柱型励磁线圈，使其产生所需的外加纵向磁场作用于TIG焊接电弧。本发明的有益效果通过外加直流纵向磁场灵活的控制电弧能量分布，从而达到调节焊接过程中的温度场及温度梯度，实现对焊件表面残余应力的分布以及降低焊接残余应力峰值的目的。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，详细介绍本发明。[0009]如图I所示，本发明包括磁控稳压电源I、励磁线圈3、钨极4、滑动变阻器2、钨极氩弧焊机5，钨极氩弧焊机5分别连接钨极4和工件6，其特征是钨极4置放于励磁线圈3中，励磁线圈连接滑动变阻器2，滑动变阻器连接磁控稳压电源1，磁控稳压电源连接励磁线圈。磁控稳压电源产生稳定的电流，供给轴对称空心圆柱型励磁线圈3，使其产生所需的外加纵向磁场作用于TIG焊接电弧。通过滑动变阻器2来调节电流大小从而实现无级调节，以便于能够在一个较宽的范围内改变外加磁场的大小。由于外加直流纵向磁场作用TIG焊接电弧过程中，电弧带电粒子在洛仑兹力作用下做高速旋转，电弧成一“空心”电弧 ，电流密度成双峰状分布，改变了焊接过程中的温度场和温度梯度。通过外加直流纵向磁场可灵活的控制电弧能量分布，从而达到调节焊接过程中的温度场及温度梯度，实现焊件表面残余应力的分布的调节以及降低残余应力峰值的目的。
权利要求1. 一种外加纵向磁场控制TIG焊接残余应力装置，它包括磁控稳压电源、励磁线圈、钨极、滑动变阻器、钨极氩弧焊机，钨极氩弧焊机分别连接钨极和工件，其特征是钨极置放于励磁线圈中，励磁线圈连接滑动变阻器，滑动变阻器连接磁控稳压电源，磁控稳压电源连接励磁线圈。
专利摘要一种外加纵向磁场控制TIG焊接残余应力装置，它包括磁控稳压电源、励磁线圈、钨极、滑动变阻器、钨极氩弧焊机，钨极氩弧焊机分别连接钨极和工件，其特征是钨极置放于励磁线圈中，励磁线圈连接滑动变阻器，滑动变阻器连接磁控稳压电源，磁控稳压电源连接励磁线圈。本实用新型的有益效果通过外加直流纵向磁场灵活的控制电弧能量分布，从而达到调节焊接过程中的温度场及温度梯度，实现对焊件表面残余应力的能量分布以及降低焊接残力峰值的目的。
文档编号B23K9/08GK202527829SQ20122008067
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者刘频, 江淑园, 陈焕明 申请人:南昌航空大学