磁控焊接電弧旋轉磁場發(fā)生裝置的設計.pdf

1、在焊接過程中引入磁場控制已成為一種正在發(fā)展的先進焊接技術，這種技術被稱作磁控電弧焊接技術。電弧作為一種等離子體，具有優(yōu)良的導電性，用外部磁場可以改變電弧的形態(tài)和運動特性，影響焊縫熔池和熔滴過渡形式，大大改善焊接工藝，提高焊接生產效率。 傳統(tǒng)的外加磁場形式主要包括橫向磁場，縱向磁場和尖角磁場等幾種，勵磁方式主要采用直流、交流以及脈沖勵磁等。本文基于以上幾種磁場形態(tài)和勵磁方式的特點，提出了“以動制動”的控制思想，即用動態(tài)變化的磁場來

2、控制電弧的運動，研制了一套新型旋轉磁場發(fā)生裝置，本裝置包括磁頭裝置和勵磁電源兩部分。 磁頭裝置采用六磁極對稱勵磁方式設計，勵磁線圈和勵磁角度的設計使產生的磁場恰好作用于焊接電弧區(qū)域以實現(xiàn)對電弧的有效控制；磁頭的絕緣，冷卻，密封設計避免了焊接過程中外界因素對磁場的干擾；磁頭整體的小型化使該裝置可以實現(xiàn)多種形式的焊接工藝。 勵磁電源結合步進電機原理與脈寬調制技術，選用智能功率模塊IPM作為逆變開關器件，輸出交流脈沖勵磁信號，

3、以調節(jié)勵磁轉換頻率和勵磁電流大小為手段，實現(xiàn)對磁場旋轉頻率和磁場強度大小的有效調節(jié)，并通過閉環(huán)反饋實現(xiàn)閉環(huán)恒流控制。 通過對產生磁場的空間分布，形態(tài)特征，以及旋轉頻率和場強大小的測試證明該磁場是一個高速旋轉的磁場空間，而且磁場主要集中分布在焊接電弧區(qū)域內，磁場的旋轉頻率和場強大小都可以通過勵磁電源進行良好調節(jié)。通過大量TIG焊接試驗證明該套裝置能夠實現(xiàn)對焊接電弧的控制，并且得出了外加旋轉磁場作用下電弧運動行為的變化規(guī)律，為該裝置