一種新型電磁脈沖焊接用集磁器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，包括電磁脈沖電源、線圈和集磁器，所述線圈均勻分布在所述集磁器的外部，所述電磁脈沖電源通過導(dǎo)線與所述線圈相連接；所述集磁器為設(shè)置有中心孔的圓柱體，穿過所述集磁器的外圓柱面與中心孔面設(shè)置有切槽，所述集磁器的兩端沿軸向向內(nèi)設(shè)置有錐形槽，所述錐形槽的側(cè)面上設(shè)置有冷卻通道，所述冷卻通道貫穿所述集磁器的兩端面，所述集磁器的中心孔上設(shè)置有凹槽，所述凹槽為環(huán)形凹槽，所述集磁器中心孔的焊接區(qū)域設(shè)置有焊接件。本發(fā)明提供的磁脈沖成形用集磁器，設(shè)置冷卻通道，散熱性能好，集磁器和線圈使用壽命長；設(shè)置凹槽導(dǎo)致感應(yīng)磁場多次疊加，有利于焊接的進行。
【專利說明】
一種新型電磁脈沖焊接用集磁器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電磁脈沖成形技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型電磁脈沖焊接用集磁器。
【背景技術(shù)】
[0002]磁脈沖成形技術(shù)具有加工能量易于精確控制、成形速度快、成形工件精度高、模具簡單和設(shè)備通用性強等優(yōu)點，且整個成形過程無污染，已被應(yīng)用于機械、電子、汽車、航空航天和兵器工業(yè)等諸多領(lǐng)域。磁脈沖成形技術(shù)的基本原理是電磁感應(yīng)定律。一脈沖磁場穿過工件并在工件上產(chǎn)生感應(yīng)電流(又稱渦流)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與初始的磁場相互作用產(chǎn)生幅值巨大的脈沖磁壓力。當(dāng)磁壓力幅值顯著高于工件材料的屈服強度時，工件將發(fā)生塑性變形。磁脈沖成形加工正是利用脈沖磁壓力使工件產(chǎn)生塑性變形達到零件成形或連接的巨
[0003]現(xiàn)有磁脈沖成形技術(shù)在應(yīng)用于焊接工作時所用到的集磁器，通常的采用的是實心的圓柱體，這是為了考慮到其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度，但這樣的設(shè)計中有種種弊病，首先的問題便是焊接過程中的散熱問題，焊接過程中的大量熱量如若不能及時處理，便會對該部分的性能產(chǎn)生影響。其次是原來的設(shè)計在結(jié)構(gòu)上太過笨重，不符合結(jié)構(gòu)輕量化和其他要求。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的磁脈沖成形用集磁器，存在結(jié)構(gòu)笨重，以及焊接與散熱效果不好的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案:
[0007]—種新型電磁脈沖焊接用集磁器，包括電磁脈沖電源、線圈和集磁器，所述線圈均勻分布在所述集磁器的外部，所述電磁脈沖電源通過導(dǎo)線與所述線圈相連接;所述集磁器為設(shè)置有中心孔的圓柱體，穿過所述集磁器的外圓柱面與中心孔面設(shè)置有切槽，所述集磁器的兩端沿軸向向內(nèi)設(shè)置有錐形槽，所述錐形槽的側(cè)面上設(shè)置有冷卻通道，所述冷卻通道貫穿所述集磁器的兩端面，所述集磁器的中心孔上設(shè)置有凹槽，所述凹槽為環(huán)形凹槽，所述集磁器中心孔處為焊接區(qū)域。
[0008]可選的，所述電磁脈沖電源的功率不低于為15KJ，電流為50-100A，頻率為500-1000Hz的單相或三相脈沖電源。
[0009]可選的，所述線圈采用金屬立繞而成，所述線圈為截面為或者的矩形。
[0010]可選的，所述切槽寬度為2mm。
[0011]可選的，所述冷卻通道是與所述集磁器同軸的曲形通道，所述冷卻通道設(shè)置有三個。
[0012]可選的，所述冷卻通道內(nèi)壁上涂有絕緣漆和耐高溫涂層。
[0013]可選的，所述冷卻通道中設(shè)置有冷卻水管道，所述冷卻水管道為非金屬材料制成。
[0014]可選的，所述冷卻通道中設(shè)置有冷卻氣體管道，所述冷卻氣體管道為非金屬材料制成。
[0015]可選的，所述凹槽設(shè)置有4個，所述凹槽內(nèi)壁上涂有絕緣漆和耐高溫涂層。
[0016]可選的，所述集磁器由金屬材料制成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果:感應(yīng)電流流動的過程中，由于外部線圈的電流變化導(dǎo)致其變化，這樣在內(nèi)部的鐵芯狀凹槽中，感應(yīng)電流多次流動疊加，最后達到了感應(yīng)磁場的疊加，有利于焊接的進行，焊接效果好。在整個過程中，通過在環(huán)狀的冷卻通道中添加冷卻水或者制冷氣體管道進行冷卻散熱，由于曲面設(shè)計還增大了散熱的面積，因此能夠較好的達到快速散熱的目的；另外本發(fā)明中錐形槽、凹槽、以及冷卻通道的設(shè)置，在保證集磁器整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，還使得集磁器結(jié)構(gòu)簡潔輕便，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明一種新型電磁脈沖焊接用集磁器的截面示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明一種新型電磁脈沖焊接用集磁器的左側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:1_電磁脈沖電源、2-線圈、3-集磁器、4-導(dǎo)線、5-切槽、6-錐形槽、7-冷卻通道、8-凹槽、9-焊接區(qū)域、I O-焊接件。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]本發(fā)明的目的是提供一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0024]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0025]實施例一
[0026]本實施例提供一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，如圖1、圖2所示，包括電磁脈沖電源1、線圈2和集磁器3，線圈2均勻分布在集磁器3的外部，電磁脈沖電源I通過導(dǎo)線4與線圈2相連接；電磁脈沖電源I瞬間放電，線圈2由于電流變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場，同時集磁器3中產(chǎn)生感應(yīng)電流，形成感應(yīng)磁場;集磁器3為設(shè)置有中心孔的圓柱體，穿過集磁器3的外圓柱面與中心孔面設(shè)置有切槽5，切槽5的設(shè)置使得集磁器3由單純的導(dǎo)體變?yōu)橛袎航档慕Y(jié)構(gòu)，進而可以產(chǎn)生感應(yīng)電流;集磁器3的兩端沿軸向向內(nèi)還設(shè)置有錐形槽5，錐形槽5的設(shè)置使感應(yīng)電流向集磁器3內(nèi)部流動，使感應(yīng)磁場在焊接區(qū)域9達到集中，在電磁場力的作用下焊接件1之間發(fā)生碰撞，產(chǎn)生塑性變形，較大的瞬間能量使結(jié)合處發(fā)生冶金變化，進而實現(xiàn)焊接過程達到焊接的目的;在錐形槽5的側(cè)面上設(shè)置有冷卻通道7，冷卻通道7貫穿集磁器3的兩端面，冷卻通道的設(shè)置為了可以加速散熱；另外，集磁器3的中心孔上設(shè)置有凹槽8，凹槽8為環(huán)形凹槽，凹槽的設(shè)置可以使感應(yīng)電流多次流動疊加，最后達到感應(yīng)磁場疊加;集磁器3中心孔處為焊接區(qū)域9，焊接區(qū)域9用于設(shè)置焊接件10。
[0027]請參考圖1，一種新型電磁脈沖焊接用集磁器的截面示意圖；圖2，一種新型電磁脈沖焊接用集磁器的左側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]如圖1和圖2所示，在上述結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，本實施例中的電磁脈沖電源I的功率不低于為15KJ，電流為50-100A，頻率為500-1000HZ的單相或三相脈沖電源;線圈2采用導(dǎo)電率高，導(dǎo)磁率高的金屬立繞而成，線圈2為截面為或者的矩形；
[0029]穿過集磁器3的外圓柱面與中心孔面設(shè)置有寬度為2mm的切槽5;冷卻通道7是與集磁器3同軸的曲形通道，其對應(yīng)的圓心角約為100°，冷卻通道7設(shè)置有三個，冷卻通道7內(nèi)壁上涂有絕緣漆和耐高溫涂層，這樣的設(shè)計在焊接過程中高溫的狀況下對冷卻通道7起到隔溫保護的作用;冷卻通道7中設(shè)置有冷卻水管道，冷卻水管道為非金屬材料制成;本實施例中的冷卻通道7中還是可以設(shè)置冷卻氣體管道，冷卻氣體管道也為非金屬材料制成;冷卻水管道與冷卻氣體管道的設(shè)置通過冷卻降溫可以實現(xiàn)快速散熱的目的；
[0030]凹槽8設(shè)置有4個，凹槽8內(nèi)壁上涂有絕緣漆和耐高溫涂層；凹槽8的設(shè)置導(dǎo)致感應(yīng)電流多次流動疊加，致使感應(yīng)磁場多次疊加，有利于焊接的進行;而且凹槽的設(shè)置也會起到一定的散熱作用；
[0031]集磁器3由高強度、高磁導(dǎo)率、散熱性好的金屬材料制成，這樣的設(shè)置都是為了增加焊接效果和散熱效果以及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0032]本發(fā)明的工作原理為:電磁脈沖電源I的瞬間放電，使線圈2由于電流的變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場；同時集磁器3中感生出感應(yīng)電流，形成感應(yīng)磁場，在焊接區(qū)域9這兩部分磁場達到集中，在電磁場力的作用下焊接件10之間發(fā)生碰撞，產(chǎn)生塑性變形，較大的瞬間能量使結(jié)合處發(fā)生冶金變化，進而實現(xiàn)焊接過程達到焊接的目的;在該過程中，首先，集磁器3設(shè)置有切槽5使得集磁器從一塊單純的導(dǎo)體變成了有電壓降的結(jié)構(gòu)，進而才產(chǎn)生了感應(yīng)電流;之后，錐形槽6的設(shè)計下，使感應(yīng)電流向集磁器3內(nèi)部流動，在集磁器3內(nèi)部形成了感應(yīng)磁場。感應(yīng)電流流動的過程中，由于線圈2的電流變化導(dǎo)致其變化，這樣在內(nèi)部的環(huán)形凹槽8中，感應(yīng)電流多次流動疊加，最后達到了感應(yīng)磁場的疊加，有利于焊接的進行;最后，通過設(shè)置冷卻通道并且在冷卻通道中設(shè)置冷卻物質(zhì)進行冷卻散熱，結(jié)合冷卻通道的環(huán)形結(jié)構(gòu)增大散熱面積，可以達到快速散熱的目的。
[0033]本發(fā)明應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1.一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，包括電磁脈沖電源、線圈和集磁器，其特征在于:所述線圈均勻分布在所述集磁器的外部，所述電磁脈沖電源通過導(dǎo)線與所述線圈相連接；所述集磁器為設(shè)置有中心孔的圓柱體，穿過所述集磁器的外圓柱面與中心孔面設(shè)置有切槽，所述集磁器的兩端沿軸向向內(nèi)設(shè)置有錐形槽，所述錐形槽的側(cè)面上設(shè)置有冷卻通道，所述冷卻通道貫穿所述集磁器的兩端面，所述集磁器的中心孔上設(shè)置有凹槽，所述凹槽為環(huán)形凹槽，所述集磁器中心孔處為焊接區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述電磁脈沖電源的功率不低于為15KJ，電流為50-100A，頻率為500-1000HZ的單相或三相脈沖電源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述線圈采用金屬立繞而成，所述線圈為截面為或者的矩形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述切槽寬度為 2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述冷卻通道是與所述集磁器同軸的曲形通道，所述冷卻通道設(shè)置有三個。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述冷卻通道內(nèi)壁上涂有絕緣漆和耐高溫涂層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述冷卻通道中設(shè)置有冷卻水管道，所述冷卻水管道為非金屬材料制成。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述冷卻通道中設(shè)置有冷卻氣體管道，所述冷卻氣體管道為非金屬材料制成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述凹槽設(shè)置有4個，所述凹槽內(nèi)壁上涂有絕緣漆和耐高溫涂層。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電磁脈沖焊接用集磁器，其特征在于:所述集磁器由金屬材料制成。
【文檔編號】B23K37/00GK105965184SQ201610582310
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月21日
【發(fā)明人】陳重毅, 麻永林, 邢淑清, 王衛(wèi)東
【申請人】內(nèi)蒙古科技大學(xué)