本發(fā)明屬于焊接設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種激光-電弧-磁場(chǎng)復(fù)合焊接的勵(lì)磁移動(dòng)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
磁場(chǎng)輔助激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的新型多能場(chǎng)復(fù)合焊接工藝，其基本原理是利用能量密度極高(約107w/cm2)的激光束與金屬材料作用，以形成小孔深熔焊，電弧焊接能夠增強(qiáng)橋接能力，外加磁場(chǎng)能夠使熔池金屬充分?jǐn)嚢?，達(dá)到細(xì)化晶粒、抑制飛濺、減緩下塌、減少氣孔以及抑制熱裂紋等優(yōu)化焊縫性能的效果。
由于外加磁場(chǎng)能夠明顯改善焊接接頭的質(zhì)量和性能，為了研究焊縫區(qū)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向?qū)缚p質(zhì)量的影響規(guī)律，需要對(duì)焊縫區(qū)域的磁場(chǎng)大小、方向和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，且要嚴(yán)格保證在一次焊接實(shí)驗(yàn)中，焊接點(diǎn)處的磁場(chǎng)大小、方向和頻率不發(fā)生變化。然而，現(xiàn)有的磁場(chǎng)輔助激光-電弧復(fù)合焊接裝置中的永磁體的大小和頻率無(wú)法連續(xù)調(diào)節(jié)，也無(wú)法保證在一次激光-電弧復(fù)合焊接過(guò)程中熔池處的磁場(chǎng)大小、方向和頻率都是一致的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種激光-電弧-磁場(chǎng)復(fù)合焊接的勵(lì)磁移動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)改變勵(lì)磁線圈中的輸入電流大小和頻率，調(diào)節(jié)激光-電弧復(fù)合焊接所需磁場(chǎng)的大小，方向和頻率，其可以使熔池與磁極保持相對(duì)靜止，使得焊接過(guò)程中熔池區(qū)域磁場(chǎng)保持一致，有效解決了磁場(chǎng)輔助激光-電弧復(fù)合焊接中焊縫區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向和頻率難以連續(xù)調(diào)節(jié)以及在一次試驗(yàn)中熔池處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向和頻率難以保持一致的問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便靈活，所述磁場(chǎng)勵(lì)磁裝置適用于磁場(chǎng)輔助激光-電弧復(fù)合焊接過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，特別適合研究磁感應(yīng)大小、方向和頻率對(duì)激光-電弧復(fù)合焊接焊縫質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)中。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種激光-電弧-磁場(chǎng)復(fù)合焊接的勵(lì)磁移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，包括底座、伺服電機(jī)、水平導(dǎo)軌、支撐平臺(tái)、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)、支架、勵(lì)磁線圈和夾具，其中，
所述伺服電機(jī)和水平導(dǎo)軌均安裝在所述底座上，所述支撐平臺(tái)安裝在所述水平導(dǎo)軌上，所述伺服電機(jī)通過(guò)所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述支撐平臺(tái)移動(dòng)；
所述夾具安裝在所述支撐平臺(tái)上，以用于固定待焊接的工件；
所述支架安裝在所述底座上，并且所述支架上安裝所述勵(lì)磁線圈，以用于工件焊接時(shí)在熔池處產(chǎn)生磁場(chǎng)。
優(yōu)選地，所述底座包括基座和底板，所述伺服電機(jī)、水平導(dǎo)軌和支架均安裝在所述底板上。
優(yōu)選地，所述底板與所述基座之間設(shè)置有墊塊。
優(yōu)選地，所述支架上安裝有散熱風(fēng)扇，以用于對(duì)所述勵(lì)磁線圈散熱。
優(yōu)選地，所述勵(lì)磁線圈的外圍設(shè)置有外殼并且其通過(guò)所述外殼安裝在所述支架上。
優(yōu)選地，所述勵(lì)磁線圈位于工件的下方，所述外殼上設(shè)置有用于承接熔滴的防護(hù)罩，以用于保護(hù)所述勵(lì)磁線圈。
優(yōu)選地，所述勵(lì)磁線圈為多個(gè)坡莫合金疊加形成的鐵芯，或者為鐵氧體切割出端口的整體式鐵芯。
總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：
本發(fā)明的夾具可以實(shí)現(xiàn)工件的準(zhǔn)確定位及裝夾；同時(shí)通過(guò)勵(lì)磁線圈可以實(shí)現(xiàn)焊縫區(qū)域的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)；伺服電機(jī)可以保證工件在焊接過(guò)程中的勻速移動(dòng)，保證了焊接時(shí)熔池所處區(qū)域磁場(chǎng)的大小、方向和頻率的一致性，也為后期利用高速攝像拍攝熔池形貌提供了便利。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
圖2是本發(fā)明的的局部示意圖。
圖3是本發(fā)明的局部示意圖。
圖4是本發(fā)明的局部示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
參照?qǐng)D1～圖4，一種激光-電弧-磁場(chǎng)復(fù)合焊接的勵(lì)磁移動(dòng)平臺(tái)，包括底座1、伺服電機(jī)20、水平導(dǎo)軌5、支撐平臺(tái)、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)19、支架10、勵(lì)磁線圈17和夾具14，其中，
所述伺服電機(jī)20和水平導(dǎo)軌5均安裝在所述底座1上，所述支撐平臺(tái)安裝在所述水平導(dǎo)軌5上，所述伺服電機(jī)20通過(guò)所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)19驅(qū)動(dòng)所述支撐平臺(tái)移動(dòng)；
所述夾具14安裝在所述支撐平臺(tái)上，以用于固定待焊接的工件12；
所述支架10安裝在所述底座1上，并且所述支架10上安裝所述勵(lì)磁線圈17，以用于工件12焊接時(shí)在熔池處產(chǎn)生磁場(chǎng)。
進(jìn)一步，所述底座1包括基座和底板3，所述伺服電機(jī)20、水平導(dǎo)軌5和支架10均安裝在所述底板3上。
進(jìn)一步，所述底板3與所述基座之間設(shè)置有墊塊2。
進(jìn)一步，所述支架10上安裝有散熱風(fēng)扇16，以用于對(duì)所述勵(lì)磁線圈17散熱。
進(jìn)一步，所述勵(lì)磁線圈17的外圍設(shè)置有外殼并且其通過(guò)所述外殼安裝在所述支架10上。
進(jìn)一步，所述勵(lì)磁線圈17位于工件12的下方，所述外殼上設(shè)置有用于承接熔滴的防護(hù)罩13，以用于保護(hù)所述勵(lì)磁線圈17。
進(jìn)一步，所述勵(lì)磁線圈17為多個(gè)坡莫合金疊加形成的鐵芯，或者為鐵氧體切割出端口的整體式鐵芯。
墊塊2與底座1相接觸，用于調(diào)節(jié)底板3的水平，導(dǎo)軌支架4與底板3相連接，電機(jī)20、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)19通過(guò)第一固定元件21固定于底板3，導(dǎo)軌5與導(dǎo)軌滑塊6間隙配合，導(dǎo)軌5的兩端固定在導(dǎo)軌支架4上，導(dǎo)軌支架4安裝在底板3上，支撐平臺(tái)與導(dǎo)軌滑塊6、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)19相連接。
底座1能承接其上承接的零件在使用過(guò)程中所放置的平臺(tái)。
墊塊2大致呈六面體，中間開(kāi)長(zhǎng)槽，有不同規(guī)格的厚度，用于調(diào)節(jié)底板3的水平。
底板3呈矩形，在上表面上開(kāi)有孔和長(zhǎng)槽，用于固定處于底板3上的部件。
導(dǎo)軌支架4大致呈山字形，導(dǎo)軌支架4的數(shù)量為四個(gè)，每?jī)蓚€(gè)導(dǎo)軌支架4承接一根水平導(dǎo)軌5，與底板3均通過(guò)螺釘相連接，用于支撐導(dǎo)軌5和導(dǎo)軌滑塊6。
導(dǎo)軌5呈圓柱形，要求光滑，與導(dǎo)軌滑塊6配合使用，導(dǎo)軌5用于支撐、導(dǎo)向支撐平臺(tái)的移動(dòng)。本實(shí)施方式中，導(dǎo)軌5直徑20mm,長(zhǎng)度為500mm。
導(dǎo)軌滑塊6基本呈六面體，中間有孔與導(dǎo)軌5配合使用。導(dǎo)軌滑塊6上面與支撐平臺(tái)通過(guò)螺釘連接。
電機(jī)20用于提供動(dòng)力，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)19用于傳遞動(dòng)力，并帶動(dòng)支撐平臺(tái)移動(dòng)。
第一固定元件21與底板3通過(guò)螺栓螺柱連接，用于固定電機(jī)20和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)19。
進(jìn)一步，支撐平臺(tái)包括中間支撐板7、第二固定元件8、支柱9和工作臺(tái)面11，中間支撐板7呈矩形，與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌滑塊6相連接，接收來(lái)自電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)，第二固定元件8通過(guò)螺栓與中間支撐板7相連接，用于固定支柱9。支柱9與工作臺(tái)面11通過(guò)螺栓相連接，螺栓穿過(guò)夾具14的長(zhǎng)槽和工作臺(tái)面11上的開(kāi)孔，將夾具14固定于工作臺(tái)面11上，工件12固定于夾具14與工作臺(tái)面11之間，支柱9用于支撐工作臺(tái)面11，本實(shí)施方式中，支柱9采用鋁合金型材，第二固定元件8大致呈四面體，用于固定支柱9，本實(shí)施方式中，第二固定元件8采用鋁合金材質(zhì)，工作臺(tái)面11呈矩形，工作臺(tái)面11由兩塊矩形方板組成，間隔設(shè)置，均采用鋁合金材質(zhì)，兩塊方板之間有較大空隙，便于工件12的焊接操作。
工件12是需要被焊接的工件，大致呈矩形，本實(shí)施方式中，工件12為兩塊矩形不銹鋼，接觸設(shè)置。
夾具14為弧形，中部開(kāi)長(zhǎng)槽，本實(shí)施方式中，夾具14的數(shù)目為4個(gè)，用于固定工件12的位置。
支柱9通過(guò)螺栓螺母連接固定在中間支撐板7上。
外殼具有上殼體15和下殼體18，兩者通過(guò)螺栓連接，配套使用，勵(lì)磁線圈17放置于上殼體15和下殼體18之間，散熱風(fēng)扇16通過(guò)螺栓連接于勵(lì)磁線圈外殼后部法蘭盤(pán)上，防護(hù)罩13固定于上殼體15上部中央，下殼體18通過(guò)螺栓固定在支架10上。
支架10與底板3通過(guò)螺栓相連接，固定在底板3臺(tái)面上，本實(shí)施方式中，支架10為鋁合金型材。
防護(hù)罩13，基本呈船形，將其置于焊接區(qū)正下端，用于承接焊接過(guò)程中可能滴濺的金屬熔液，防止熔液滴濺到勵(lì)磁線圈17上損壞核心器件。本實(shí)施方式中，防護(hù)罩13為大小合適的剛玉舟。
上殼體15和下殼體18加工采用3d打?。粌烧卟捎寐菟ㄟB接，內(nèi)部的支撐部分為凸臺(tái)式，減少勵(lì)磁線圈與外罩的接觸，保證勵(lì)磁線圈散熱。
散熱風(fēng)扇16用于勵(lì)磁線圈17的散熱，固定于上殼體15和下殼體18制成的勵(lì)磁線圈外殼的后部。
勵(lì)磁線圈17優(yōu)選為坡莫合金多層疊加形成的鐵芯，外側(cè)繞線680匝，總電阻為0.8歐姆；或者優(yōu)選為鐵氧體切割出端口的整體式鐵芯，外側(cè)繞線610匝，總電阻為0.8歐姆。
本發(fā)明提供的激光-電弧-磁場(chǎng)復(fù)合焊接的勵(lì)磁移動(dòng)平臺(tái)，其工作臺(tái)面和夾具可以配合實(shí)現(xiàn)工件的準(zhǔn)確定位、裝夾；在電機(jī)和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，整個(gè)定位夾緊機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)勻速移動(dòng)；同時(shí)通過(guò)勵(lì)磁線圈可以實(shí)現(xiàn)焊縫區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)；在機(jī)構(gòu)的相互配合下，可以實(shí)現(xiàn)焊接時(shí)熔池所處區(qū)域磁場(chǎng)的大小、強(qiáng)度和頻率的一致性，同時(shí)利用高速攝像對(duì)熔池形貌進(jìn)行拍攝也更加方便，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，實(shí)用性較強(qiáng)。工作臺(tái)面和夾具的長(zhǎng)槽方便了不同尺寸工件的裝夾，同時(shí)便于工件間隙的控制；工作臺(tái)面是采用鋁合金制成的，勵(lì)磁線圈的外殼由鋁合金通過(guò)3d打印制成，均可以避免影響勵(lì)磁線圈的磁場(chǎng)的分布，同時(shí)保證強(qiáng)度。此外，避免為勵(lì)磁線圈長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱，在勵(lì)磁線圈后部配有散熱風(fēng)扇，便于散熱。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。