全位置焊新型外加电磁力及电磁场的仿真分析.docVIP

 全位置焊新型外加电磁力及电磁场的仿真 分析# 姜旭东，李亮玉，岳剑锋** 5 10 15 20 25 30 （天津工业大学机械工程学院，天津 300387） 摘要：针对目前全位置 MAG 焊大电流焊接时存在熔池金属下淌使焊接效率低的问题，提出了 一种新型的全位置焊“U”型外加电磁场的结构，在熔池中可产生抵消熔池重力切向分量的 外加电磁力。借助 Ansoft 电磁场仿真软件对该励磁装置参数进行了仿真研究，分析了励磁 装置在安匝数、电流频率以及装置到工件距离变化对磁感应强度的影响规律，确定了合适的 参数选取范围。在此基础上对焊板熔池内产生的电磁力进行数值模拟，为进一步开展相关研 究提供了理论依据。 关键词：全位置焊；MAG 焊；电磁力；高频交变磁场 中图分类号：TG442 Numerical simulation of all position welding impressed a new kind of electromagnetic field and electromagnetic force Jiang Xudong, Li Liangyu, Yue Jianfeng (Tianjin Polytechnic University Mechanical Engineering College, TianJin 300387) Abstract: Aimed at the problem that at present all position MAG welding existed metal flowing easily ,average current small and low efficiency, designed a new kind of all position welding u-shape excitation structure, it could produce electromagnetic force to offset weld pool of tangential component gravity .Used Ansoft electromagnetic field simulation software to simulate the parameters of the excitation structure, analyzed the excitation structure in ampere turns, current frequency and the distance from the excitation structure to the workpiece to the influence law of magnetic induction, determine the right parameter selection scope. On this basis, calculated the electromagnetic force in weld pool, for further research provides theory basis. Keywords: all position welding; MAG welding; electromagnetic force; high frequency alternating magnetic field 0 引言 近几年来，由于电力、化工、石油、管道以及造船等工业部门的飞速发展，要求采用全 位置焊接的场合越来越多 [1,2] 影响造成铁水向下流淌，一方面影响焊接过程的稳定，同时也容易出现熔合不良等焊接缺陷， 难以适用全位置焊接的要求[3]。北京工业大学的陈树君等提出在外加纵向磁场 MAG 立横向 35 焊接时，通过控制焊接电流分布使熔池中焊接电流与磁场作用就可以控制熔池下淌[4]。日本 学者 Motomi Kano 在立焊焊接中利用外加磁场作用于熔池，产生向上的作用力，减弱了重 力对熔池失稳的影响 [5] 。上述文献主要针对的是全位置焊接中横焊和立焊的特殊情况，对 全位置焊接的研究有一定的借鉴作用。 本文提供一种新型全位置焊“U”型外加电磁场的结构，对其参数进行了仿真研究，并 40 对焊板熔池内产生的电磁力进行了数值模拟，验证了该励磁结构原理的正确性。 基金项目：教育部博士点基金项目（200800580005） 作者简介：姜旭东，（1986-），男，硕士在读，主要研究方向：工业机器人焊接技术。 通信联系人：李亮玉，（1965-），男，教授，主要研究方向：移动焊接机器人系统及智能化技术. E-mail: liliangyu1965@163.com -1-  1 全