一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板制造技术

一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板，在陶瓷衬板的背面，沿焊缝的方向设置有一排带有磁芯的线圈，各线圈串联连接，且相邻的线圈，其绕向相反；焊接时，在各线圈内通入有交流电。本发明专利技术在陶瓷衬板的背面设置有一排带有磁芯的线圈，一是利用线圈产生的磁性实现陶瓷衬板在焊件上的安装；二是可以得到交变的横向磁场和纵向磁场。纵向磁场有助于提高电弧的刚直性和熔透能力，并能够改变熔池内晶粒的结晶方向，使一次结晶组织得到细化。横向磁场能够使电弧形成往复磁偏摆。磁偏摆的存在，一是能够均匀提高电弧对两侧母材的熔化量，提高了焊接质量；二是对熔池内熔液进行了搅拌，防止气孔的产生，并降低温度不均对结晶造成的影响。降低温度不均对结晶造成的影响。降低温度不均对结晶造成的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板


[0001]本专利技术涉及钢结构桥梁领域，尤其是涉及一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板。

技术介绍

[0002]在钢结构桥梁领域需要大量应用焊接技术，尤其是单面焊接双面成型焊接技术。单面焊接双面成型焊接技术的优点是明显的，但是会在焊件的背面形成突出的焊疤，该焊疤需要使用气刨清根手段才能得以清除。为了避免形成焊疤，通常在焊件的反面通过锡箔胶带粘贴陶瓷衬垫，通过陶瓷衬垫对熔池的封堵来避免焊疤的出现。这种方式对于小型焊件是合适的，但是对于桥梁构件，锡箔胶带的用量和粘贴工作量都很大。
[0003]此外，在现有的单面焊接双面成型焊接技术中，由电极产生的电弧来熔化母材。对于较宽且深的焊缝，由于电弧的偏向不可控，可能出现一侧母材过量熔化，另一侧母材熔化不足的现象，影响焊接质量。

技术实现思路

[0004]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板，采用如下技术方案：一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板，在陶瓷衬板的背面，沿焊缝的方向设置有一排带有磁芯的线圈，各线圈串联连接，且相邻的线圈，其绕向相反；焊接时，在各线圈内通入有交流电。
[0005]进一步地改进技术方案，所述交流电的频率为1
‑
50Hz。
[0006]进一步地改进技术方案，各磁芯通过环氧胶粘接在陶瓷衬板的背面。
[0007]进一步地改进技术方案，各线圈通电后产生的磁感应强度为0.1
‑
0.5T。
[0008]进一步地改进技术方案，在陶瓷板的上平面设有凹槽，凹槽的宽度与焊件焊口的宽度一致。
[0009]由于采用上述技术方案，相比
技术介绍
，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术在陶瓷衬板的背面设置有一排带有磁芯的线圈，一是利用线圈产生的磁性实现陶瓷衬板在焊件上的安装；二是可以得到交变的横向磁场和纵向磁场。纵向磁场有助于提高电弧的刚直性和熔透能力，并能够改变熔池内晶粒的结晶方向，使一次结晶组织得到细化。横向磁场能够使电弧随交流电频率的变化而左右偏摆，形成磁偏摆。磁偏摆的存在，一是能够均匀提高电弧对两侧母材的熔化量，提高了焊接质量；二是对熔池内熔液进行了搅拌，防止气孔的产生，并降低温度不均对结晶造成的影响。
附图说明
[0010]图1示出的是本专利技术的示意图。
[0011]图2示出的是在纵向磁场作用下电弧的示意图。
[0012]图3
‑
4示出的是在横向磁场作用下电弧的偏摆示意图。
[0013]图中：1、陶瓷衬板；2、磁芯；3、线圈；4、焊件；5、电极；6、电弧。
具体实施方式
[0014]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0015]一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板，如图1
‑
2所示，在陶瓷衬板1的背面，沿焊缝的方向设置有一排带有磁芯2的线圈3。具体的，各磁芯2通过环氧胶粘接在陶瓷衬板1的背面，在各磁芯2绕有线圈3，各线圈3串联连接，且相邻的线圈3，其绕向相反。焊接时，在各线圈3内通入有交流电。 一般的，交流电的频率为1
‑
50Hz，各线圈3通电后产生的磁感应强度为0.1
‑
0.5T。在本实施例中，交流电的频率为5Hz，各线圈3通电后产生的磁感应强度为0.2T。
[0016]由图1可知，由于相邻的线圈3绕向相反，因此在焊缝的方向上，形成了一系列N、S极交替排列的磁场。由于在线圈3内通入的是交流电，因此该磁场也是交变的。
[0017]焊接时，将本陶瓷衬垫放在焊件4的背面，由于线圈3通电后具有磁性，因此陶瓷衬垫能够自动磁吸在焊件4的背面，并封堵下焊口，防止熔液流出形成焊疤。相比现有的锡箔粘接方式，本陶瓷衬垫的安装工作量小，且大量节约了锡箔胶带的使用。
[0018]通常的陶瓷衬垫采用平板形式，由于熔液底部具有熔渣，而且熔液凝固后还会收缩，这会在焊件4的背面留下凹陷的焊疤，影响焊后外观。为了弥补该不足，在陶瓷板的上平面设有凹槽，凹槽的宽度与焊件4焊口的宽度一致。由于凹槽的存在，使熔液具有一定的凸出量，只要凹槽的深度设计得好，熔液凝固收缩后去掉焊渣，恰好与焊件4的下板面平齐，这样就免去了对焊疤的清理工作。
[0019]电极5所释放出的电弧6本质上是一种等离子态，在电弧6的内部存在着带正负电荷的离子。在宏观上，电弧6可以看作由大量带电粒子组成的导电体。各线圈3在焊缝的方向上形成了一系列交变磁场，该磁场既有磁力线垂直于电极5轴线的横向磁场，也有磁力线平行于电极5轴线的纵向磁场。
[0020]参考图2，当电极5的轴线与某一线圈3的轴线共线时，此时的电弧6所受的磁场以纵向磁场为主，此时在纵向磁场的作用下，电弧6具有沿电极5轴线方向收缩的倾向，有助于提高电弧6的刚直性和熔透能力，这对于厚焊件4的焊接是非常有利的。此外，纵向磁场具有电磁搅拌作用，能够改变熔池内晶粒的结晶方向，使一次结晶组织得到细化。
[0021]参考图3和图4，当电极5的轴线位于两个线圈3之间时，要么左侧的N极磁场强度大于右侧的S极磁场强度，电弧6的弧柱向右侧偏摆；要么右侧的N极磁场强度大于左侧的S极磁场强度，电弧6的弧柱向左侧偏摆。由于N、S极的方向与交流电的频率有关，因此在焊接
中，电弧6随交流电频率的变化而左右偏摆，形成左右摆动的磁偏摆。磁偏摆的存在，一是能够均匀提高电弧6对两侧母材的熔化量，提高了焊接质量；二是对熔池内熔液进行了搅拌，防止气孔的产生，并降低温度不均对结晶造成的影响。
[0022]由上述可知，本专利技术在陶瓷衬板1的背面设置有一排带有磁芯2的线圈3，一是利用线圈3产生的磁性实现陶瓷衬板1在焊件4上的安装；二是可以得到交变的横向磁场和纵向磁场。纵向磁场有助于提高电弧6的刚直性和熔透能力，并能够改变熔池内晶粒的结晶方向，使一次结晶组织得到细化。横向磁场能够使电弧6随交流电频率的变化而左右偏摆，形成磁偏摆。磁偏摆的存在，一是能够均匀提高电弧6对两侧母材的熔化量，提高了焊接质量；二是对熔池内熔液进行了搅拌，防止气孔的产生，并降低温度不均对结晶造成的影响。
[0023]未详述部分为现有技术。尽管已经示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板，其特征是：在陶瓷衬板的背面，沿焊缝的方向设置有一排带有磁芯的线圈，各线圈串联连接，且相邻的线圈，其绕向相反；焊接时，在各线圈内通入有交流电。2.如权利要求1所述的一种带有线圈的焊接用陶瓷衬板，其特征是：所述交流电的频率为1
‑
50Hz。3.如权利要求1所述的一种带有线圈的焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：白亚涛，张红欣，田超，何亮，翟艺博，张东坡，林逗逗，袁毅婷，丁泽勇，沈喜阁，
申请(专利权)人：河南六建重工有限公司，
类型：发明
国别省市：