[发明专利]一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置

说明书

本发明公开了一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置，包括输出高频机械振动的小型振动电机，通过活动段将振动经振动触头传递给焊接零件，为焊接过程中熔池熔融金属液的凝固过程输入高频振动。活动段具有螺栓连接的多关节金属杆装置，可灵活调节活动段的形状来配合复杂多变的焊接零件。振动触头通过螺纹连接在活动段末端，可以根据具体工况灵活更换。在焊接工作准备就绪之后，调节好活动段和振动触头，使振动触头与焊接零件接触，在整个焊接工作过程中，保证振动触头持续给焊接零件输入高频振动，从而达到细化焊缝组织的目的。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置。

背景技术

焊接技术作为现代工业发展过程中，金属材料连接的关键技术之一，对具有焊接结构的零件或大型装备的使用性能、服役安全性能起到至关重要的作用。由于焊接过程中，尤其是熔焊过程熔融金属的凝固不同于传统的金属铸造过程，存在较大的温度梯度、快的冷却速率、不平衡凝固过程及元素偏析、凝固组织不均匀等特点，导致焊接结构中焊缝区域组织成为整个零件中性能最为薄弱的位置，导致整个零件的综合性能下降。

因此如何通过优化焊接及相关技术，达到改善焊缝组织结构性能，从而提高焊接结构整体性能，成为目前亟待解决的工程技术问题。查阅相关文献发现，有研究者研究了超声振动对金属凝固组织的影响，具体研究内容为通过超声导入变幅杆将超声波发生器产生的超声振动导入到熔融金属液中，探究超声作用下，金属凝固组织的演变规律，最终发现：在金属凝固过程中引入超声振动，能够细化晶粒组织、改善元素偏析、提高金属和合金性能。

受此启发并结合熔焊过程中，熔融金属液凝固时出现的类似影响焊缝组织性能的问题，本发明专利提出了一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化的方法和装置，细化焊缝组织结构、改善元素偏析，最终提高焊接接头性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置，解决了现有技术中存在的焊接过程中，焊缝组织晶粒粗大、组织不均匀、元素偏析严重的问题问题。

本发明所采用的技术方案是，一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置，包括振动台，振动台侧面铰接有活动段，活动段为多关节连接的金属杆状结构，包括有若干个活动件，活动件之间通过铰链连接，其中一个活动件一端端部与振动台铰接，另一端与其余的活动件铰接，每个活动件设置有振动触头。

本发明的特点还在于：

活动件为T型结构，单个活动件横向两端端部设置有铰链与另外两个活动件活动链接，活动件纵向一端端部设置有振动触头。

振动触头包括有主体与接触端，主体为柱型结构，主体上的接触端为锥型结构，接触端的顶端为球形结构。

主体表面设置有螺纹，主体通过螺纹与活动件连接。

振动台上固接有小型振动电机，小型振动电机为具有档位调节的小型商用电机。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用小型振动电机提供机械振动，对熔焊过程中熔池熔融金属凝固组织进行细晶化处理，从而提高焊缝组织结构性能。

2、本发明通过活动段连接振动触头，借助焊接零件本身将高频振动传递给熔池的熔融金属，从而避免了类似超声导入变幅杆在接触熔融金属液发生损坏的问题。

3、活动段的可动关节提供了灵活的可动性，结合螺纹连接的可更换式振动触头，能满足结构多样的焊接零件，应用场景广泛。

附图说明

图1是本发明一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置的结构示意图；

图2是本发明一种熔焊过程中焊缝组织机械振动细晶化装置的活动件结构示意图；