專利名稱：電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隨焊焊縫整形裝置，具體涉及一種電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾 壓焊縫整形裝置。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)鋼焊接的主要問題是按等強(qiáng)匹配原則選擇焊接填充材料施焊時(shí)，不僅容易 引發(fā)冷裂紋缺陷、造成焊縫韌性儲(chǔ)備不足，而且高強(qiáng)鋼焊接的專用焊材的開發(fā)也需要一定 的周期。目前通常采用焊前預(yù)熱和焊后熱處理等措施進(jìn)行高強(qiáng)鋼冷裂紋控制，工人勞動(dòng)條 件十分惡劣。為改善勞動(dòng)條件、簡化焊接工藝和提高焊接結(jié)構(gòu)安全性，高強(qiáng)鋼應(yīng)當(dāng)選擇低匹配 的焊接接頭。但是低匹配接頭承載能力會(huì)降低，為了提高低匹配焊接接頭的承載能力，有人 提出了使低匹配接頭焊縫屈服載荷不低于母材屈服載荷為判據(jù)的“等承載”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想， 并且給出了高強(qiáng)鋼低匹配接頭“等承載”的實(shí)現(xiàn)條件以及滿足等承載的焊縫幾何參數(shù)。如圖5所示，高強(qiáng)鋼低匹配“等承載”對(duì)接接頭的焊縫幾何參數(shù)有三個(gè)，分別是焊 道寬度2W，焊趾半徑r，余高h(yuǎn)。根據(jù)“等承載”原則可以推導(dǎo)出合適的焊縫設(shè)計(jì)尺寸。我們 稱之為最優(yōu)尺寸。使用低匹配填充材料可以降低冷裂紋傾向，避免焊前預(yù)熱和焊后熱處理，改善工 人勞動(dòng)條件，但是低匹配接頭承載能力往往達(dá)不到要求。通過對(duì)高強(qiáng)鋼焊接接頭的形狀設(shè) 計(jì)可以提高高強(qiáng)鋼低匹配焊接接頭的承載能力。現(xiàn)有的隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置可以得 到形狀合乎上述要求的焊接接頭。材料在高溫時(shí)屈服強(qiáng)度下降，利用特定輪廓尺寸的沖擊 碾壓輪作用于具有一定塑性成形能力的低強(qiáng)(相對(duì)于母材金屬)焊縫金屬從而獲得滿足低 匹配等承載的高強(qiáng)鋼焊接接頭。但是焊接電弧作用于焊縫中心，導(dǎo)致焊縫中心區(qū)域溫度較 高，而此時(shí)焊趾部位溫度相對(duì)較低，不利于塑性成形，現(xiàn)有的隨焊沖擊碾壓裝置存在使用局 限性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的焊接電弧作用于焊縫中心，導(dǎo)致焊縫中心區(qū)域溫 度較高，焊趾部位溫度相對(duì)較低，不利于塑性成形的問題，進(jìn)而提一供種電磁感應(yīng)加熱輔助 隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置包括焊縫整 形裝置，電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置還包括中頻感應(yīng)加熱設(shè)備、冷卻水 系統(tǒng)、感應(yīng)加熱線圈、第一連接管和第二連接管，冷卻水系統(tǒng)的出水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備 的進(jìn)水口相連，冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的出水口相連，中頻感應(yīng)加熱設(shè) 備的導(dǎo)電嘴與感應(yīng)加熱線圈密封連接，感應(yīng)加熱線圈的形狀為高強(qiáng)鋼低匹配等承載焊接接 頭的仿形，感應(yīng)加熱線圈懸于工件的焊縫的上方，感應(yīng)加熱線圈與工件的焊縫之間的間隙 為0. 05mm-0. 5mm，感應(yīng)加熱線圈位于焊縫整形裝置的前方，感應(yīng)加熱線圈與焊縫整形裝置的前碾壓輪之間的距離為5mm-8mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果本發(fā)明利用中頻感應(yīng)加熱線圈對(duì)焊縫表面 進(jìn)行加熱，尤其是對(duì)焊趾部位進(jìn)行加熱，提高了焊趾部位的溫度，提高了焊趾部位的塑性成 形能力，使得焊縫各個(gè)部位都具有較好的成形能力。本發(fā)明還具有裝配簡單、效率高的優(yōu) 點(diǎn)，同時(shí)有效的克服了隨焊沖擊碾壓裝置存在的使用局限性，具有較高的實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明的軸測(cè)圖(為了保證圖面清晰，圖中的焊縫整形裝置1采用了簡略畫 法)，圖2是本發(fā)明的俯視圖，圖3是感應(yīng)加熱線圈4的軸測(cè)圖，圖4是感應(yīng)加熱線圈4的主 視圖，圖5是高強(qiáng)鋼低匹配“等承載”對(duì)接接頭的焊縫示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的中頻電磁感應(yīng)加 熱輔助隨焊焊縫整形裝置包括焊縫整形裝置1，電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形 裝置還包括中頻感應(yīng)加熱設(shè)備2、冷卻水系統(tǒng)3、感應(yīng)加熱線圈4、第一連接管5和第二連接 管6，冷卻水系統(tǒng)3的出水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備2的進(jìn)水口相連，冷卻水系統(tǒng)3的進(jìn)水口 與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備2的出水口相連，中頻感應(yīng)加熱設(shè)備2的導(dǎo)電嘴與感應(yīng)加熱線圈4密 封連接，感應(yīng)加熱線圈4的形狀為高強(qiáng)鋼低匹配等承載焊接接頭的仿形，感應(yīng)加熱線圈4懸 于工件7的焊縫的上方，感應(yīng)加熱線圈4與工件7的焊縫之間的間隙為0. 05mm-0. 5mm,感 應(yīng)加熱線圈4位于焊縫整形裝置1的前方，感應(yīng)加熱線圈4與焊縫整形裝置1的前碾壓輪 1-1之間的距離L為5mm-8mm。本實(shí)施方式的中頻感應(yīng)加熱設(shè)備2和冷卻水系統(tǒng)3均為現(xiàn)有技術(shù)；中頻感應(yīng)加熱 設(shè)備2的中頻電源由可控硅元件組成的交-直-交變頻電源，將三相工頻電變化成加工所 需的特定頻率的單相交流電；諧振電容器柜是高頻大容量的電熱電容器，與感應(yīng)加熱線圈 4組成LC諧振回路，產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)來加熱工件。本實(shí)施方式中的焊縫整形裝置1為現(xiàn)有技術(shù)，其已在發(fā)明名稱為“高強(qiáng)鋼低匹配 等承載焊接接頭隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置”的專利申請(qǐng)中公開，該專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人為 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，申請(qǐng)?zhí)枮?010102516948，申請(qǐng)日為2010年8月12日。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖3和圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的感應(yīng)加熱線圈4 由電解銅管繞制而成。如此設(shè)置，增加導(dǎo)電率和熱導(dǎo)率，加快散熱。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3和圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的電解銅管的橫截 面為矩形。如此設(shè)置，使線圈盡可能靠近工件進(jìn)行局部短時(shí)間加熱，提高熱效率。其它組成 和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
二相同。工作原理工件7安放在焊接工作平臺(tái)8上，并用卡具9卡緊，焊接時(shí)隨著焊接工 作平臺(tái)8的移動(dòng)，電弧掃過被焊金屬產(chǎn)生的熔池在凝固后依次通過感應(yīng)加熱線圈4和焊縫 整形裝置1。中頻感應(yīng)加熱設(shè)備2的中頻電源由可控硅元件組成的交-直-交變頻電源，將 三相工頻電變化成加工所需的特定頻率的單相交流電。諧振電容器柜是高頻大容量的電熱 電容器，與感應(yīng)加熱線圈4組成LC諧振回路，產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)來加熱工件。中頻電源提供的中頻電流通過時(shí)，產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)，在工件中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流(渦流)，使工件自身被 渦流加熱到要求的溫度。本發(fā)明使用具有特定形狀的感應(yīng)加熱線圈4對(duì)焊縫表面(尤其是 焊趾部位)進(jìn)行加熱，提高焊趾部位的溫度以提高其塑性成形能力，使得焊縫各個(gè)部位都 具有一定的成形能力。根據(jù)感應(yīng)加熱線圈4具有的圓環(huán)效應(yīng)，當(dāng)交變電流通過時(shí)，最大電流 出現(xiàn)在應(yīng)加熱線圈4的內(nèi)側(cè)。焊縫上靠近應(yīng)加熱線圈4邊緣部位的部分溫度更高，塑性變 形能力獲得的補(bǔ)償更多，所以當(dāng)焊接接頭寬度過寬時(shí)使用本發(fā)明可以克服焊縫焊趾部位的 熱量散失，從而有利于沖擊碾壓焊縫整形裝置對(duì)焊縫整體的整形作用。被加熱的焊縫既起 到焊后熱處理降低冷裂紋傾向的作用，又為隨后的沖擊碾壓焊縫整形做準(zhǔn)備。本發(fā)明利用 中頻加熱設(shè)備加熱速度快、芯表溫差小的特點(diǎn)，使得本發(fā)明對(duì)焊接接頭整形前的加熱效果 顯著，具有實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求
一種電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置，它包括焊縫整形裝置(1)，其特征在于電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置還包括中頻感應(yīng)加熱設(shè)備(2)、冷卻水系統(tǒng)(3)、感應(yīng)加熱線圈(4)、第一連接管(5)和第二連接管(6)，冷卻水系統(tǒng)(3)的出水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備(2)的進(jìn)水口相連，冷卻水系統(tǒng)(3)的進(jìn)水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備(2)的出水口相連，中頻感應(yīng)加熱設(shè)備(2)的導(dǎo)電嘴與感應(yīng)加熱線圈(4)密封連接，感應(yīng)加熱線圈(4)的形狀為高強(qiáng)鋼低匹配等承載焊接接頭的仿形，感應(yīng)加熱線圈(4)懸于工件(7)的焊縫的上方，感應(yīng)加熱線圈(4)與工件(7)的焊縫之間的間隙為0.05mm 0.5mm，感應(yīng)加熱線圈(4)位于焊縫整形裝置(1)的前方，感應(yīng)加熱線圈(4)與焊縫整形裝置(1)的前碾壓輪(1 1)之間的距離(L)為5mm 8mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置，其特征在 于感應(yīng)加熱線圈(4)由電解銅管繞制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置，其特征在 于電解銅管的橫截面為矩形。
全文摘要
電磁感應(yīng)加熱輔助隨焊沖擊碾壓焊縫整形裝置，它涉及一種隨焊焊縫整形裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的焊接電弧作用于焊縫中心，導(dǎo)致焊縫中心區(qū)域溫度較高，焊趾部位溫度相對(duì)較低，不利于塑性成形的問題。本發(fā)明的冷卻水系統(tǒng)的出水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的進(jìn)水口相連，冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水口與中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的出水口相連，中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的導(dǎo)電嘴與感應(yīng)加熱線圈密封連接，感應(yīng)加熱線圈的形狀為高強(qiáng)鋼低匹配等承載焊接接頭的仿形，感應(yīng)加熱線圈懸于工件的焊縫的上方，感應(yīng)加熱線圈與工件的焊縫之間的距離為0.05mm-0.5mm，感應(yīng)加熱線圈與焊縫整形裝置的前碾壓輪之間的距離為5mm-8mm。本發(fā)明適用于對(duì)焊縫的整形。
文檔編號(hào)B23K37/00GK101905402SQ20101025513
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者劉雪松, 周立鵬, 張勇, 徐達(dá), 方坤, 方洪淵, 楊建國, 王濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)