一种自动控制的直流消磁装置和方法与流程

1.本发明属于消磁技术领域，特别涉及一种消除工业焊接过程中大型钢板对接焊缝强磁场的自动控制直流消磁装置和方法。


背景技术：

2.在钢板的加工和焊接过程中，由于钢板不可避免会接触大电流和磁场，从而导致钢板表面带有一定的剩余磁场，当钢板尺寸较大或钢板接触磁场较强时，钢板对接拼焊时焊缝出会产生50gs以上的强磁场，实际工况中可能会达到200-300gs，导致焊弧偏移，影响焊接质量，从而影响大尺度钢板的焊接。现有消磁装置主要采用交变磁场，不断改变磁化方向，同时逐渐减小磁场大小，从而达到消磁的目的，具体实现方法各有不同。例如，中国实用新型专利zl200920147276.7提出了“一种工件的消磁装置”，该消磁装置采用直流电源通过方波信号发生器装换为交变信号，同时通过电流放大器和电流推换器与线圈相连，从而产生交变磁场，该装置主要采用交流磁场消磁，适用于矫顽力较小的钢板，当矫顽力大于100gs，交流退磁难度较大，难以满足实际钢板焊接需求，通常需要将钢板放置于该装置的线圈内，导致该装置体积较大，结构较为复杂，携带搬运不方便，不适用于野外施工，同时放置消磁的零件大小受消磁设备内部空间的影响，无法对于现场焊接后大型平板进行消磁。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种使用简单，便于工业化生产，可沿钢板表面移动、自动对钢板焊缝消磁的直流消磁装置，可用于长度大于10米的大型钢板。
4.本发明的另一目的是提供了上述消磁装置的消磁方法。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种自动控制的直流消磁装置，用于消除大型钢板对焊过程中焊缝磁场，该消磁装置包括消磁头1、程控电源2、高斯计3和plc控制器4；其中：
7.一对消磁头1，可移动地设置在焊机前端，对称布置在待焊的焊缝6两侧，并与程控电源2的正负极相连；程控电源2通过市电供电，使两消磁头1之间产生直流强磁场；高斯计3通过串口和plc控制器4连接，采集待焊焊缝的磁场数据传递给plc控制器4，plc控制器4通过程序运算，控制程控电源2输出电流使消磁头1产生所需的消磁磁场，在焊接之前抵消钢板焊缝自身磁场，从而保证大型钢板焊缝处的磁场满足设定要求。
8.所述消磁头1具有沿钢板5表面进行机械移动和/或人工移动的机构。
9.所述装置进一步有设置在钢板背面的第二对消磁头。
10.所述高斯计3采集的待焊焊缝的磁场数据为钢板边缝处的磁场强度。
11.程控电源2通过串口与plc控制器4进行数据通信，由plc控制器4控制程控电源2的输出电流。
12.消磁头1有磁芯、导电线圈和保护层，该磁芯由软磁材料如电工纯铁或硅钢制成。
13.消磁头1的工作磁场强度为200～1000gs。
14.一种使用所述的自动控制的焊缝直流消磁装置的消磁方法，用于消除大型钢板对焊过程中焊缝磁场，该方法包括如下步骤：
15.a)将一对消磁头1可移动地设置在焊机前端，对称设置在待焊的焊缝6两侧，并与程控电源2的正负极相连；
16.b)程控电源2通过市电供电，使消磁头1两端产生直流磁场；
17.c)高斯计3通过串口和plc控制器4连接，采集待焊焊缝的磁场数据传递给plc控制器4，plc控制器4通过程序运算，控制程控电源2输出电流使消磁头1产生所需的消磁磁场，在焊接之前抵消钢板焊缝自身磁场，从而保证大型钢板焊缝处的磁场满足设定要求。
18.在步骤a)中，所述消磁头1在焊机前端沿钢板5表面进行机械移动和/或人工移动。
19.在步骤c)中，plc控制器4高斯计采集的焊缝现有磁场和设定磁场对比，当现有磁场大于设定磁场时，则调整程控电源2的输出电流，抵消钢板焊缝处磁场；如采集现有磁场小于设定磁场，则维持程控电源2现有电流不变。
20.钢板5待焊的焊缝6的磁场强度在消磁前为50～500gs，消磁后小于10gs。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
22.1、具有操作简单、便于工业化使用等特点；
23.2、适用于大型钢板(如长度大于10米)焊接过程中焊缝磁场超过50gs场合；
24.3、消磁效果好，可将大型钢板焊缝处磁场由几百高斯降至10gs以下；
25.4、适用于大型工件工业化的焊接场所。
附图说明
26.图1为本发明的一种自动控制直流消磁装的置结构示意图。
27.其中的附图标记为：1消磁头，2程控电源，3高斯计，4plc控制器，5钢板，6焊缝。
具体实施方式
28.下面结合实施例及附图对本发明进行进一步说明。
29.本发明为一种自动控制直流消磁装置，该装置包括消磁头1、程控电源2、高斯计3和plc控制器4。消磁头1一般两个为一对，同时使用，放置于大型钢板5待焊的焊缝6的两侧，用于产生直流强磁场从而抵消大型钢板焊缝处的磁场，消磁头1和程控电源2的正负极连接。程控电源一方面和消磁头连接，输出直流电流，给消磁头供电从而产生所需的直流磁场，另一方面通过串口和plc控制器4进行通信，接收plc控制器4发过来的控制指令。plc控制器4为该装置的控制系统，内部具有编制好的设定程序，通过串口和高斯计3及程控电源2连接，plc控制器4一方面接收高斯计传来的实时测量的钢板焊缝处的磁场数据，和设定磁场对比，通过运算得到输出电流数值，通过串口控制程控电源输出电流，电流通过消磁头产生所需磁场，抵消钢板焊缝处的强磁场，满足焊接需求。
30.消磁头1内部由软磁材料制成，可将磁场放大，产生几百高斯的强磁场，满足抵消大型钢板焊磁场的需求，形状为长方形。
31.高斯计3具有数字接口，可将测量的磁场数据通过串口传输给plc控制器4。
32.程控电源2为直流电源，可通过串口进行程序控制，输出所需电流，从而供给消磁头产生直流磁场。
33.plc控制器4为控制器件，接收高斯计3实时传输过来的磁场测量数据，通过程序运算得到电流大小数值，传输给程控电源2控制输出电流大小。
34.本发明程控电源2、高斯计3和plc控制器4三者形成有机整体，通过高斯计的测量、plc的运算，程控电源输出直流电流为消磁头供电。消磁头接收直流电源，通过内部软磁铁芯的放大作用产生直流磁场。消磁头放置于钢板焊缝的两侧，产生的直流磁场和钢板焊缝原有磁场叠加，起到抵消钢板焊缝强磁场的作用，通过磁场测量，程序运算、电流输出一系列闭环控制，将钢板焊缝处的磁场降低到10gs，满足焊接需求，有利于大型钢板焊缝磁场控制的工业化生产。
35.该消磁装置工作时，程控电源2、高斯计3和plc控制器4直接和220v交流市电连接即可，plc控制器通过串口和高斯计及程控电源连接，程控电源的正负极和两个消磁器的电源接口连接。消磁头最终产生直流电源给消磁头供电，产生直流磁场，内部采用电工纯铁等导磁物质组成的磁芯将直流磁场进一步放大用以抵消钢板焊缝处的磁场。当采集现有磁场大于设定磁场，则调整程控电源输出电流，抵消钢板焊缝处磁场；如采集现有磁场小于设定磁场，则维持现有程控电源电流不变。该直流消磁装置主要用于大型钢板对焊过程中工业化生产，具有自动控制，操作简单的特点。