一种电磁感应加热式矫平系统及其方法

本发明属于焊接变形矫平，涉及一种电磁感应加热式矫平系统及其方法。

背景技术：

1、船舶与海洋工程结构主要采用熔焊工艺连接，焊接电弧对钢材的不均匀的局部加热，必然会导致船舶及海洋工程结构产生应力和形变。传统的火工矫平变形工艺存在诸多问题，例如对操作者的经验要求较高，矫平效果的不确定性较高，并且加热过程中会产生有毒气体，对环境的影响较大，所需的燃料存放时也会有安全隐患。另外水火矫正的劳动强度高、环境差，愿意从事此行业的人员越来越少。而电磁感应加热具有效率高、能源清洁和易于控制等特点，逐渐成为加热成型方法的优先选项。

2、帆船的船体是由多种曲率的曲面组合而成的。典型的复杂曲面包括帆型面、鞍型面和扭型面，其他复杂的曲面形状可以视为这三种典型形状的组合。通常感应加热线圈与钢板之间的距离在3～4mm时，电磁感应的效果最好，但是传统的感应线圈及加热部件与钢板之间的距离不会随着钢板的曲面的不同形状进行调节，无法保证电磁感应的效率，从而影响加热的效果。由于板材形状的复杂性，在加热过程中很难保证线圈和板材的间距稳定，进而导致温度分布不均、加热精度低等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电磁感应加热式矫平系统及其方法，通过矫平机中的电磁感应加热装置，根据待矫平面的不同曲率，进行自适应调节地加热矫平，其加热温度分布均匀、加热精度高，节能高效、安全性高。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

3、本发明的一种电磁感应加热式矫平系统，包括轿平机，通过电磁感应原理对需要轿平区域工作；

4、所述的轿平机，包括冷水机、变频电源、第一水管组件、第一电线组件、第二水管组件、第三水管组件、第二电线组件、电磁感应加热装置；所述的电磁感应加热装置包括手持同轴变压器和具有可弧度弯曲体的电磁感应加热线圈；变频电源设置在冷水机上方；冷水机通过第一水管组件和第二水管组件连接到电磁感应加热装置上，电磁感应加热装置通过第三水管组件将水传回冷水机中，形成水流循环，为电磁感应加热装置和变频电源降温；变频电源通过第一电线组件和第二电线组件为冷水机和电磁感应加热装置供电。

5、具体的，所述的电磁感应加热线圈固定在手持同轴变压器前端。

6、优选的，所述的电磁感应加热线圈安装于手持同轴变压器的前端的凹槽口内，利用螺丝进行固定。

7、具体的，所述的电磁感应加热线圈，包括空腔长柱体、可弧度弯曲体；所述的空腔长柱体采用铜质材料，其内部为空腔管路；空腔长柱体的一端与手持同轴变压器连接，另一端固定到所述的可弧度弯曲体上，其固定部位将可弧度弯曲体在长度方向上分为两个长度均等的部分；在所述的固定部位的两侧体上等量均布有多个可同步旋转连接件；每个旋转连接件下方设置有可伸缩式拖链；在各个旋转连接件的同步旋转下，可带动电磁感应加热线圈的可弧度弯曲体向空腔长柱体方向进行弯曲；水经过手持同轴变压器流入空腔长柱体的空腔管路后，再依次流经设置于各个可伸缩式拖链一端的进水口、侧向的软管、另一端的出水口，最后再流回手持同轴变压器。

8、具体的，所述的旋转连接件，包括内滑轨，电刷，滑环，外滑轨，马达；工作时，马达带动内滑轨，内滑轨在外滑轨中旋转，同时带动与其固定的电刷旋转。所述的旋转连接件的旋转角度范围-30°到30°。

9、本发明的一种电磁感应加热式矫平方法，采用如上所述的一种电磁感应加热式矫平系统，所述的方法，包括以下步骤：

10、步骤1、接通电源，开启矫平系统的变频电源；

11、步骤2将电磁感应加热装置移动到待矫平区域，通过旋转连接件将电磁感应加热线圈的可弧度弯曲体调整到与待矫平区域曲率相匹配的弯曲度；

12、步骤3、启动加热功能，变频电源输出通过第二电线组件传递至电磁感应加热装置；

13、步骤4、启动冷水机，冷水机输出冷却水给变频电源和电磁感应装置降温；

14、步骤5、加热结束后，将电磁感应加热线圈复位，关闭电源，将冷水机水排出。

15、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

16、1.本发明的矫平系统包括的电磁感应加热线圈中的旋转连接件可以实现30°到-30°的旋转，从而克服了现有技术中加热线圈为平面型整体而弯曲受限的弊端，加工高效，结构简单。

17、2.本发明的矫平机的电磁感应加热装置中设置旋转连接件，旋转连接件中包括滑环和电刷用于保证可弧度弯曲体供电，包括内滑轨、外滑轨和马达，保证线圈单元的转动。旋转连接件解决可弧度弯曲体的运动和电流的传递。

18、3.本发明设置有冷水机，减少变频电源和感应加热装置在工作过程中的热量。

19、4.本发明的变频电源单独封装，设置在冷水机的外侧上方。从而将冷水机与变频电源分开设置，避免冷水机漏水而造成安全隐患。

20、5.本发明的矫平系统的电磁感应装置中的线圈单元上可以设置传感器的安装夹具，检测距离等，具有很好的功能扩展性。

技术特征：

1.一种电磁感应加热式矫平系统，其特征在于，包括轿平机(100)，通过电磁感应原理对需要轿平区域工作；

2.根据权利要求1所述的一种电磁感应加热式矫平系统，其特征在于，所述的电磁感应加热线圈(220)固定在手持同轴变压器(210)前端。

3.根据权利要求1或2所述的一种电磁感应加热式矫平系统，其特征在于，所述的电磁感应加热线圈(220)安装于手持同轴变压器(210)的前端的凹槽口内，利用螺丝(211)进行固定。

4.根据权利要求1或2所述的一种电磁感应加热式矫平系统，其特征在于，所述的电磁感应加热线圈(220)，包括空腔长柱体(221)、可弧度弯曲体(222)；所述的空腔长柱体(221)采用铜质材料，其内部为空腔管路(226)；空腔长柱体(221)的一端与手持同轴变压器(210)连接，另一端固定到所述的可弧度弯曲体(222)上，其固定部位将可弧度弯曲体(222)在长度方向上分为两个长度均等的部分；在所述的固定部位的两侧体上等量均布有多个可同步旋转连接件(230)；每个旋转连接件(230)下方设置有可伸缩式拖链(225)；在各个旋转连接件(230)的同步旋转下，可带动电磁感应加热线圈(220)的可弧度弯曲体(222)向空腔长柱体(221)方向进行弯曲；水经过手持同轴变压器210流入空腔长柱体221的空腔管路后，再依次流经设置于各个可伸缩式拖链(225)一端的进水口、侧向的软管(224)、另一端的出水口，最后再流回手持同轴变压器(210)。

5.根据权利要求4所述的一种电磁感应加热式矫平系统，其特征在于，所述的旋转连接件(230)，包括内滑轨(231)，电刷(232)，滑环(233)，外滑轨(234)，马达(235)；工作时，马达(235)带动内滑轨(231)，内滑轨(231)在外滑轨(234)中旋转，同时带动与其固定的电刷(232)旋转。

6.根据权利要求5所述的一种电磁感应加热式矫平系统，其特征在于，所述的旋转连接件(230)的旋转角度范围-30°到30°。

7.一种电磁感应加热式矫平方法，其特征在于，采用一种电磁感应加热式矫平系统，包括轿平机(100)，通过电磁感应原理对需要轿平区域工作；所述的轿平机(100)，包括冷水机(110)、变频电源(120)、第一水管组件(111)、第一电线组件(112)、第二水管组件(113)、第三水管组件(114)、第二电线组件(115)、电磁感应加热装置(200)；所述的电磁感应加热装置(200)包括手持同轴变压器(210)和具有可弧度弯曲体(222)的电磁感应加热线圈(220)；变频电源(120)设置在冷水机(110)上方；冷水机(110)通过第一水管组件(111)和第二水管组件(113)连接到电磁感应加热装置(200)上，电磁感应加热装置(200)通过第三水管组件(114)将水传回冷水机(110)中，形成水流循环，为电磁感应加热装置(200)和变频电源(120)降温；变频电源(120)通过第一电线组件(112)和第二电线组件(115)为冷水机(110)和电磁感应加热装置(200)供电；

技术总结
本发明公开了一种电磁感应加热式矫平系统及其方法，可通过矫平机中的电磁感应加热装置，根据待矫平面的不同曲率，进行自适应调节地加热矫平，其加热温度分布均匀、加热精度高，节能高效、安全性高。所述的轿平机，包括冷水机、变频电源、电磁感应加热装置；所述的电磁感应加热装置包括手持同轴变压器和具有可弧度弯曲体的电磁感应加热线圈；变频电源设置在冷水机上方；冷水机通过第一水管组件和第二水管组件连接到电磁感应加热装置上，电磁感应加热装置通过第三水管组件将水传回冷水机中，形成水流循环，为电磁感应加热装置和变频电源降温；变频电源通过第一电线组件和第二电线组件为冷水机和电磁感应加热装置供电。

技术研发人员：许静,杨昌文,常晓楠,王叶凡,顾子鹏,曹雯静,程诗雅,周元凯,季含宇,左雪,薛逸然,王永康,翁俊杰
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13