第33卷第5期 2012年5月
焊接学报
TRANSACTIONS OFTHE CHINA WELDINGINSTITUTION 埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪系统中的
横向磁场ANSYS模拟
李湘文，李林
洪波，马金海，
（湘潭大学机械工程学院，湘潭411105）
摘要：针对埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪系统中磁控电弧传感器产生的外加横向磁场，文中采用有限元分析方法建立了由磁控电弧传感器产生的横向磁场计算模型，应用 ANSYS软件对横向磁场进行了模拟：对该横向磁场的纵载面分布、磁流密度失量的分布规律进行了伤真；并对模拟结果的偏差进行了分析，实际测试结果说明了磁感应强度模拟值与实测值的一致性，针对励磁电流对焊接电渠运动状态的影响进行了实际焊接试验，结果表明，焊接电弧随励磁电流的增大而摆动，且励磁电流越大电弧摆动幅度也越大.
关键词：埋弧焊焊缝跟踪系统；磁控电强传感器：横向磁场：ANSYS模拟
中图分类号：TG409 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)05008704
Vol.33No.5
May 洪波
2012
究对于促进埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪技术的应用具有重要的意义
埋弧焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法
之一，广泛用于压力容器、石油化工、工程机械等几平所有机械制造行业，但目前还缺乏一种精度高，价格低的埋孤自动焊焊缝跟踪技术[1]，与其它传感器相比磁控电弧传感器结构简单，尺寸小，无机械噪声：可以改善焊缝成形及两侧熔合状态：价格低，有利于推广应用，
国内外学者对埋弧焊外加磁场焊接技术中外加磁场的分布研究比较少[]，文中拟采用计算机模拟技术，利用ANSYS定量分析传感器产生的横向磁场分布ANSYS电磁场分析的基本原理是将所处理的对象首先划分成有限个单元（包含若干节点）然后根据失量磁势或标量电势来求的磁势或电势，继面进一步求解出其它相关量，如磁通量密度，磁力线分布等
目前比较常用的磁场数值计算方法包括有限差分法、有限元法和积分方程法[3)，文中采用了有限元法对磁控电弧传感器横向磁场进行模拟，可方便地进行修正优化计算几何模型，获得比较理想的线圈结构参数，可以很好地节省计算时间和制作成本。因此利用ANSYS针对埋弧焊磁控传感器磁场的研
收稿日期：2011-03-30
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975243）；湖南省教育厅重点
项目（11A114）：潮南省研究生科研创新项目（CX2010B260）
万方数据
1磁控电弧传感器横向磁场模拟 1.1磁控电弧传感器
磁控电弧传感器如图1所示【4】，由励磁电源、励磁线圈、导磁铁芯、绝缘层组成：励磁电源产生正弦交变激励电流，作用于励磁线圈上，励磁线圈则产生交变的横向磁场，励磁线圈线圈外部紧贴绝缘层，绝缘层套在线圈上，分为两组，对称分布在线圈两端，该结构保证了磁场的对称性，导磁铁芯采用硅钢材料，磁导率大，矫顽磁力小，磁滞回线窄，涡流影响小，
焊枪
激质电话
铁芯
呼接电器霍尔传感器
电话
焊缝信息
()磁控电泵传感器原理
图1磁控电弧传感器
(b)实物
Fig. 1 Magnetic-control arc sensor