CN101920455B - 一种堆焊型辗装置及再制造方法 - Google Patents

Abstract

一种堆焊型辗装置及再制造方法，堆焊型辗装置包括堆焊设备、喷嘴和导轨，行走支架上安装有导向轮，导向轮沿导轨上运行，型辊安装在行走支架上，行走支架连有挡板，挡板位于喷嘴和型辊之间。采用堆焊型辗装置进行堆焊型辗再制造的方法，由以下步骤构成：制作型辊步骤；制作行走支架步骤；布置导轨步骤；堆焊步骤；辗轧步骤。通过上述步骤完成零件再制造。本发明提供一种针对零件表面具有的一定深度的不规则坑洼、崩裂、沟槽性损伤和深度磨损进行恢复原始表面形状尺寸的填补和型辗的装置和方法，实现零件表面不规则损伤的修复，提高一次修复的外形尺寸精度，改善修复层的组织和机械性能，增强修复层与零件基体的结合强度，减少修复工作量。

Description

一种堆焊型辗装置及再制造方法

技术领域

本发明属于表面工程领域的一种再制造方法，特别是一种堆焊型辗装置及再制造方法。

背景技术

零件表面的锈蚀、过度磨损和崩裂是零件失效的主要原因之一。堆焊，喷涂，熔敷等传统的再制造技术在填补后需要后续的机械加工或人工打磨，效率较低，人工打磨精度不高，不适合零件大面积损伤的现场修复，特别是有一定外形精度要求的修复。而工程实际中，有大量的零件因拆卸困难，或填补后不方便进行机械加工而失效，造成了巨大的经济损失。

发明内容

本发明提供一种针对零件表面具有的一定深度的不规则坑洼、崩裂、沟槽性损伤和深度磨损进行恢复原始表面形状尺寸的填补和型辗的方法，实现零件表面不规则损伤的修复，提高一次修复的外形尺寸精度，改善修复层的组织和机械性能，增强修复层与零件基体的结合强度，减少修复工作量。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：一种堆焊型辗装置，包括堆焊设备、喷嘴和导轨，行走支架上安装有导向轮， 导向轮沿导轨上运行，型辊安装在行走支架上。

所述行走支架连有挡板，挡板位于喷嘴和型辊之间。

所述导轨呈直线或曲线。

所述型辊的外轮廓线为直线或者曲线。

所述型辊表面与被修复零件的原始表面的相交线为修复表面的母线，导轨方向线为导线。

一种采用堆焊型辗装置进行堆焊型辗再制造的方法，由以下步骤构成：

1）、制作型辊步骤：根据被修复零件的原始表面制作型辊，型辊为回转体；

2）、制作行走支架步骤：行走支架是支承型辊的可移动车体，行走支架沿着布置在被修复零件两侧的导轨前行；

3）、布置导轨步骤：导轨的取向由被修复面发生线的导线形状决定，导轨能承担辗轧力；

4）、堆焊步骤：使修复层和被修复零件基体形成冶金结合，并在其凝固前留出供辗轧的时间；

5）、辗轧步骤：行走支架在导轨上带动型辊沿修复面滚动，在型辊前方较近的位置布置堆焊设备的喷嘴，堆焊后，立即对熔敷层进行辗轧，

通过上述步骤完成零件再制造。

所述辗轧步骤后为后续处理步骤，后续处理步骤：对修复后的零件表面进行抛光、喷涂、电刷镀处理。

所述辗轧步骤前对型辊和被修复零件的修复面进行适当预热处理。

所述堆焊步骤和辗轧步骤中实施气氛保护。

所述堆焊步骤中堆焊方法采用等离子堆焊、高速火焰堆焊或电弧堆焊。

本发明一种堆焊型辗装置及再制造方法的有益效果如下：

1、喷嘴和型辊之间设有挡板，能防止喷嘴的喷出的熔敷料喷到型辊上，影响型辊表面平整度。

2、本发明经过简单的后续处理即能恢复零件的外形尺寸、表面精度以及机械性能的要求。

3、本发明利用堆焊加型辗的组合方法对零件修复层的外形尺寸和精度进行修复和控制，省掉了后续的机械加工或大量的人工打磨。

4、本发明利用机械加工表面的发生线成形原理，保证了零件修复表面的外形符合预期。

5、选择的高效低稀释率的堆焊方法保证了修复层与基体的冶金结合，并最大限度控制了基体的热变形。

6、本发明适应性广，可对零件进行现场修复，也可以拆下修复；更适合较大零件的现场修复。

7、本发明修复效率高，可针对不同类型、大小的损伤区域一次性修复，修复作业时间短。

8、本发明修复质量好，修复后的表面精度能满足一般机械零件对其表面形状和尺寸的要求，经抛光后可达到磨削的表面精度。由于修复层在凝固过程中经过了型辊的辗轧，因此具有较低的孔隙率，机械性能较好。修复层与零件基体实现冶金结合，修复层不易脱落。

9、成本低，本发明堆焊型辗再制造技术是在传统修复工艺的基础上，通过增加型辊和行走支架的方式实现的，增加了一定的制作成本，但极大减少了人工打磨或机械加工量，具有一定的成本优势。

附图说明

图1为本发明装置结构图；

图2为本发明曲线型导轨示意图；

图3为本发明曲线型外轮廓线型辊示意图。

具体实施方式

一种堆焊型辗装置，包括堆焊设备8、喷嘴4和导轨1，行走支架7上安装有导向轮3，3’， 导向轮3，3’沿导轨1上运行，型辊6安装在行走支架7上。

所述行走支架7连有挡板5，挡板5位于喷嘴4和型辊6之间。

所述导轨1呈直线或曲线。

所述型辊6的外轮廓线为直线或者曲线。

所述型辊6表面与被修复零件2的原始表面的相交线为修复表面的母线，导轨1方向线为导线。

一种采用堆焊型辗装置进行堆焊型辗再制造的方法，由以下步骤构成：

1）、制作型辊步骤：根据被修复零件2的原始表面制作型辊6，型辊6为回转体；

2）、制作行走支架步骤：行走支架7是支承型辊6的可移动车体，行走支架7沿着布置在被修复零件2两侧的导轨前行；

3）、布置导轨步骤：导轨1的取向由发生线的导线形状决定，导轨1能承担辗轧力；

4）、堆焊步骤：使修复层和被修复零件2基体形成冶金结合，并在其凝固前留出供辗轧的时间；

5）、辗轧步骤：行走支架7在导轨1上带动型辊6沿修复面滚动，在型辊6前方较近的位置布置堆焊设备8的喷嘴4，堆焊后，立即对熔敷层进行辗轧；

通过上述步骤完成零件再制造。

所述辗轧步骤后为后续处理步骤，后续处理步骤：对修复后的零件表面进行抛光、喷涂、电刷镀处理。

所述辗轧步骤前对型辊6和被修复零件2的修复面进行适当预热处理。

所述堆焊步骤和辗轧步骤中实施气氛保护。

所述堆焊步骤中堆焊方法采用等离子堆焊、高速火焰堆焊或电弧堆焊。

工作原理：

本发明采用高效、低稀释率的堆焊方法，在有气氛或没有气氛的保护下，借助特定外形的型辊6对堆焊后凝固初期的熔敷层合金进行辗轧（锻压），以细化组织、减少孔洞缺陷和裂纹，提高修复层与被修复零件2基体的结合强度，继而控制修复层的外形和尺寸。

根据零件表面机械加工成形原理，机械零件的各表面大多属于线性表面，即：可以通过两条发生线相对运动实现。由于被修复零件2的表面已经失去原始的状态。因此，两条发生线均由本发明的型辊6实现：型辊6表面的轴向素线是发生线的母线，而型辊6沿被修复表面的移动形成发生线是导线，母线的精度由型辊6自身保证，而导线的精度由布置在被修复零件2表面旁的导轨1保证。通过型辊6在损伤表面堆焊层上的碾轧运动，修复层发生塑性变形，晶粒得以细化，内部孔洞类裂纹缺陷减少，并最终恢复被修复零件2的原始表面形态。

实施步骤：

型辊6的外轮廓线除了为直线外，还可以为曲线。以修复圆柱表面为例（如图3所示），型辊6可以为带凹槽的滚轮。型辊6的的外轮廓依据被修复零件2的修复面外形来实际设定。

导轨1除了呈直线外，还可以呈曲线。如图2所示，导轨1可以为圆弧曲线，导轨1曲线类型根据被修复零件2的外形尺寸来设定。

1）、制作型辊、行走支架、布置导轨：

根据被修复零件2的原始表面制作型辊1，型辊为回转体，型辊6的制造精度是影响修复层表面形状和尺寸精度的重要因素。型辊6的材料要求具有较高的强度，耐热性，一定的硬度和韧性。

行走支架7是支承型辊6的可移动车体，行走支架7沿着布置在被修复零件2两侧的导轨1前行,型辊6则沿修复表面前行并辗轧。导轨1的取向由发生线的导线1形状决定，其导向精度也是直接影响修复表面形状和尺寸精度的重要因素。

2）、 堆焊方式：

使修复层和被修复零件2基体形成冶金结合，并在其凝固前留出供辗轧的时间，本发明选择了具有高效、低稀释率的堆焊方法，如：等离子堆焊、高速火焰堆焊和电弧堆焊技术等。较低的稀释率，能保证被修复零件2的变形较小。堆焊填补材料可用粉料和丝料，填补材料的选择应考虑被修复零件2材料的特性和对修复层的机械性能要求。堆焊前对修复表面进行净化处理，去除氧化皮，锈蚀以及油污等。

3）、气氛保护：

堆焊和型辗可实施气氛保护，避免和减少有害气体对高温合金的影响。

4）、辗轧方式：

辗轧时，行走支架7在导轨1上带动型辊6沿修复面滚动，在型辊6前方较近的位置布置堆焊设备8的喷嘴4，堆焊后，立即对熔敷层进行辗轧。堆焊中，应根据被修复零件2表面损伤面和深度的大小，控制行走支架7的行走速度和送粉或送丝速度。为防止修复层的激冷，修复前对型辊6和被修复零件2的修复面进行适当预热处理，将其工作温度基本维持在一定的范围内。

5）、后续处理：

经过堆焊型辗处理后，零件表面恢复了原始形状和尺寸，如要求更低的表面粗糙度，则可进行抛光处理；如要求修复层表面具有某种性能，在修复层表面再次进行喷涂，电刷镀处理。

Claims (1)

1.一种采用堆焊型辗装置进行堆焊型辗再制造的方法，其特征在于，由以下步骤构成：

1）、制作型辊步骤：根据被修复零件（2）的原始表面制作型辊（6），型辊（6）为回转体；

2）、制作行走支架步骤：行走支架（7）是支承型辊（6）的可移动车体，行走支架（7）沿着布置在被修复零件（2）两侧的导轨前行；

3）、布置导轨步骤：导轨（1）的取向由发生线的导线形状决定，导轨（1）能承担辗轧力；

4）、堆焊步骤：使修复层和被修复零件（2）基体形成冶金结合，并在其凝固前留出供辗轧的时间；

5）、辗轧步骤：行走支架（7）在导轨（1）上带动型辊（6）沿修复面滚动，在型辊（6）前方较近的位置布置堆焊设备（8）的喷嘴（4），堆焊后，立即对熔敷层进行辗轧；

辗轧步骤后为后续处理步骤，后续处理步骤：对修复后的零件表面进行抛光、喷涂、电刷镀处理；

辗轧步骤前对型辊（6）和被修复零件（2）的修复面进行适当预热处理；

堆焊步骤和辗轧步骤中实施气氛保护；堆焊步骤中堆焊方法采用等离子堆焊、高速火焰堆焊或电弧堆焊；通过上述步骤完成零件再制造；

所述再制造方法采用的堆焊型辗装置，包括堆焊设备（8）、喷嘴（4）和导轨（1），行走支架（7）上安装有导向轮（3，3’）， 导向轮（3，3’）沿导轨（1）上运行，型辊（6）安装在行走支架（7）上，行走支架（7）连有挡板（5），挡板（5）位于喷嘴（4）和型辊（6）之间，导轨（1）呈直线或曲线，型辊（6）的外轮廓线为直线或者曲线，随被修复表面而定，型辊（6）表面与被修复零件（2）的原始表面的相交线为修复表面的母线，导轨（1）方向线为导线。

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