本技术涉及焊接领域,特别是涉及一种用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置。
背景技术:
1、电弧焊接是以电弧为载能束,将母材和填充金属或焊条融合在一起的制造工艺,广泛用于制造、建筑、船舶、航空航天、汽车等领域。主要有非熔化极气体保护焊(tig)、熔化极惰性/活性气体保护焊(mig/mag)、等离子弧焊(paw)、冷金属过渡焊(cmt)等焊接技术。其中,mig/mag焊的生产效率高,可以与高自由度的机器人配合搭建焊接平台,实现自动化焊接,是目前最常用的焊接工艺。但mig/mag焊的成形质量不如tig焊,究其原因是mig/mag焊的电弧热输入量较大,控制难度大,成形稳定性较差。众所周知,改善电弧和熔滴过渡的稳定性是保证成形质量的关键,外加磁场辅助电弧焊接技术,是一种简单有效改善电弧形状、调整熔滴过渡形式、稳定熔池的方法,具有设备简单、成本低、效率高等优点。国内外用于焊接技术的磁场形式有很多:横向磁场、纵向磁场、尖角磁场以及旋转磁场等。大量的研究表明,这几种磁场都可以较好的控制焊接过程中的电弧、熔滴和熔池,通过改变磁力大小调节电弧形态、影响熔滴过渡形式和熔池的对流,从而改善焊缝质量。
2、为了应对极端工况下的自动焊接需求,如车载、船载或大型工地附近均会给自动焊接设备带来不同程度的振动,会导致电弧变得更不稳定,熔滴发生偏离,飞溅增加,影响最终的焊接质量。通过实验对比了纵向磁场、尖角磁场、旋转磁场等对极端工况下焊接的改善情况,发现在外界振动干扰下,旋转磁场的改善效果最佳,可以较好地束缚和稳定电弧、熔滴。例如,申请号为cn 200610089510.6的专利提供一种用于控制焊接电弧的旋转磁场发生装置,该旋转磁场是通过激励电流的改变,使得磁场高频旋转,旋转频率可达50-600hz,但是该高频旋转磁场对电弧和熔滴的约束效果不佳,在振动工况下依然会出现弧偏吹、飞溅等现象。
3、如何在外界振动干扰下,提高磁控的稳定性,成了新的待解决问题。在现实生活中,利用旋转来保持稳定的陀螺原理已经被广泛应用,说明机械旋转可以提高抵抗外界干扰的能力,使其更稳定。申请号为cn 201810648710.3的专利提供了一种可调节外加磁场的电弧焊接系统,利用变速电机使得外加磁场装置能够围绕焊枪旋转产生变化的磁场,但这套装置结构复杂且整体略笨重,在极端工况下使用,会使得焊枪处的运动响应加剧,移动变得不稳定。综上所示,目前还没有很好地方案可以实现车载、船舰载等极端工况下的高效、高质量自动化焊接。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题,本实用新型提供一种用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,可以产生强束缚的磁场,抗外部干扰能力强,解决了非稳态工况下mag/mig焊接不稳定的难题。
2、为实现上述目的,本实用新型提供了如下方案:
3、本实用新型提供一种用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,包括支撑件、磁场发生机构和旋转驱动机构,所述支撑件用于转动套设于焊枪上,所述旋转驱动机构用于固定于所述焊枪上并能够驱动所述支撑件旋转,所述磁场发生机构包括多对设置于所述支撑件底部的导磁管,各所述导磁管上均缠绕有线圈。
4、优选地,还包括设置于所述支撑件上部的滑环,所述滑环的转子与所述支撑件固定连接且间隙套设于所述焊枪的外部,所述滑环的转子引出线与所述线圈连接,所述滑环的定子引出线用于与外部电源线连接。
5、优选地,还包括轴承,所述轴承的内圈用于固定套设于所述焊枪的外部,所述支撑件用于固定套设于所述轴承的外圈的外部。
6、优选地,所述支撑件的底部沿周向均匀设置有多个安装槽,各所述导磁管的上端均固定于一个所述安装槽中。
7、优选地,所述导磁管包括第一水平管、竖直管、第二水平管和凸块,所述第一水平管、所述竖直管和所述第二水平管由上至下依次连接,所述第一水平管固定于所述安装槽中,所述第一水平管和所述第二水平管设置于所述竖直管的同一侧,所述凸块设置于所述竖直管下部的一侧且位于所述第一水平管与所述第二水平管之间,所述线圈缠绕于所述竖直管上且位于所述第一水平管与所述凸块之间。
8、优选地,所述支撑件为从动齿轮,所述旋转驱动机构包括驱动组件和主动齿轮,所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合,所述驱动组件用于固定于所述焊枪上并能够驱动所述主动齿轮旋转。
9、优选地,所述驱动组件包括固定块和电机,所述固定块用于固定于所述焊枪上,所述电机固定于所述固定块上,所述主动齿轮固定套设于所述电机的动力输出轴上。
10、优选地,所述固定块包括固定套筒、连接块和安装块,所述固定套筒用于固定套设于所述焊枪上,所述安装块通过所述连接块与所述固定套筒的一侧连接,所述安装块的上部设置有凹槽,所述电机设置于所述凹槽中,所述电机的动力输出轴穿过所述安装块的底面伸至下方并安装有所述主动齿轮。
11、优选地,全部所述导磁管沿周向均匀排布。
12、优选地,所述导磁管的数量为两对、三对或四对。
13、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果:
14、本实用新型的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置中支撑件用于转动套设于焊枪上,磁场发生机构包括多对设置于所述支撑件底部的导磁管,各导磁管上均缠绕有线圈。工作时,线圈通电后产生磁场,旋转驱动机构驱动支撑件以及支撑件上的导磁管和线圈旋转,形成旋转磁场。通过机械旋转实现磁场的旋转,可以产生全方位的覆盖磁场,约束效果更好,抗外界干扰能力更强,使得电弧形态和熔滴过渡极为稳定,对非稳定工况下的焊接质量改善效果显著,不仅可以用在陆地稳定环境下改善焊接质量,同时可以用于车载、船舰载等移动工况下实现高效、高质量的焊接。
1.一种用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,包括支撑件、磁场发生机构和旋转驱动机构,所述支撑件用于转动套设于焊枪上,所述旋转驱动机构用于固定于所述焊枪上并能够驱动所述支撑件旋转,所述磁场发生机构包括多对设置于所述支撑件底部的导磁管,各所述导磁管上均缠绕有线圈。
2.根据权利要求1所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,还包括设置于所述支撑件上部的滑环,所述滑环的转子与所述支撑件固定连接且间隙套设于所述焊枪的外部,所述滑环的转子引出线与所述线圈连接,所述滑环的定子引出线用于与外部电源线连接。
3.根据权利要求1所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,还包括轴承,所述轴承的内圈用于固定套设于所述焊枪的外部,所述支撑件用于固定套设于所述轴承的外圈的外部。
4.根据权利要求1所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,所述支撑件的底部沿周向均匀设置有多个安装槽,各所述导磁管的上端均固定于一个所述安装槽中。
5.根据权利要求4所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,所述导磁管包括第一水平管、竖直管、第二水平管和凸块,所述第一水平管、所述竖直管和所述第二水平管由上至下依次连接,所述第一水平管固定于所述安装槽中,所述第一水平管和所述第二水平管设置于所述竖直管的同一侧,所述凸块设置于所述竖直管下部的一侧且位于所述第一水平管与所述第二水平管之间,所述线圈缠绕于所述竖直管上且位于所述第一水平管与所述凸块之间。
6.根据权利要求1所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,所述支撑件为从动齿轮,所述旋转驱动机构包括驱动组件和主动齿轮,所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合,所述驱动组件用于固定于所述焊枪上并能够驱动所述主动齿轮旋转。
7.根据权利要求6所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,所述驱动组件包括固定块和电机,所述固定块用于固定于所述焊枪上,所述电机固定于所述固定块上,所述主动齿轮固定套设于所述电机的动力输出轴上。
8.根据权利要求7所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,所述固定块包括固定套筒、连接块和安装块,所述固定套筒用于固定套设于所述焊枪上,所述安装块通过所述连接块与所述固定套筒的一侧连接,所述安装块的上部设置有凹槽,所述电机设置于所述凹槽中,所述电机的动力输出轴穿过所述安装块的底面伸至下方并安装有所述主动齿轮。
9.根据权利要求1所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,全部所述导磁管沿周向均匀排布。
10.根据权利要求1所述的用于稳定电弧熔滴的旋转磁场发生装置,其特征在于,所述导磁管的数量为两对、三对或四对。