CN103056494A - 巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法，包括：①将待焊接滑块、推力块零件固定；②打开焊接设备电源，并接通惰性保护气体；③选择焊接材料和保护气体；④将弧焊机器人的焊枪移动至焊接位置，引燃电弧，将丝状巴氏合金送至电弧处熔化后点状分布于零件的表面，同步横向移动直至在所形成的巴氏合金面上重复操作增加零件表面巴氏合金的厚度；⑤关闭焊接设备电源，停止向焊接位置通惰性保护气体，自然冷却所钎焊的巴氏合金层。本发明提高了生产的效率，零件的表面不需要进行酸洗、搪锡等预先处理，减少了预先处理环节，从而提高了生产效率。

Description

巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法

技术领域

本发明涉及船用柴油机滑块、推力块等零件磨擦层巴氏合金钨极惰性气体保护焊接技术领域，具体是一种巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法。 

背景技术

滑块、推力块零件作为柴油机的关键运动部件之一，不仅结构复杂，而且工作条件、受力情况也十分复杂、恶劣。对于承受重负荷而又往复运行的关键部件，需要在工作面上浇铸减摩材料层----巴氏合金，巴氏合金具有良好的减摩性、耐磨性、抗咬粘性和足够的强度及抗腐蚀能力，保证滑块等运动部件在交变动载荷受力作用下保持稳定性。 

为保持在受力作用下零件工作稳定性，巴氏合金层与滑块、推力块零件表面的结合强度是至关重要的问题。按照传统工艺，巴氏合金在挂锡后采用浇注法。整个挂锡过程比较复杂，效率不高，而且很难保证质量。归纳起来，挂锡浇注巴氏合金有以下缺点： 

1.  需要工装夹具，辅助材料(石棉板、水玻璃、滑石粉等)；

2.  操作复杂，劳动强度大，机加工费时多；

3.  巴氏合金材料消耗量大；

4.  巴氏合金面机加工后还要进行补焊修复；

5.   结合面的浇注质量较差．经常产生脱壳、砂眼、气孔、裂纹等。

传统浇注法工艺存在两个最大的问题： 

一是需要的酸洗工序,存在环保问题；

二是巴氏合金与基体粘结强度不高,而存在易脱壳质量隐患。

目前，在制作工艺上已有采用电弧钎焊工艺方法来取代传统的浇注法，有效解决了浇注法巴氏合金与基体粘结强度不高和浇注法中酸洗环保问题。目前电弧钎焊方法主要有手工、半自动和焊接专机的方式来进行焊接,这些方式存在以下缺点： 

1.  手工、半自动方式电弧钎焊，焊接效率较低；焊接质量信赖于焊工操作技能和焊接时工作状态，存在焊接质量不稳定的现象。

2.   焊接专机方式的电弧钎焊，焊接效率相比手工、半自动方式有了提高，但设备构成相对复杂、占地面积较大，并且设备应用具有一定的局限性，焊接零件相对而言单一。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法，焊接效率高，且设备组成较简单、占地面积较小，可满足焊接复杂的空间焊缝的要求；在一台机器人设备上实现不同零件的巴氏合金堆焊；更重要的是可提升产品的质量与一致性，可保证稳定的焊接质量。同时机器人堆焊的焊缝平整性较好，可减少焊后加工余量，相应地降低制造成本。 

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

①将待焊接滑块、推力块零件固定，使待堆焊表面处于易于焊接的位置；

②打开焊接设备电源，并接通惰性保护气体；

③选择的焊接材料为直径Ф4.0mm的焊丝；保护气体采用100%Ar；

④将弧焊机器人的焊枪移动至焊接位置，引燃电弧，将丝状巴氏合金送至电弧处熔化后点状分布于零件的表面，同步横向移动弧焊机器人焊枪和丝状巴氏合金，使熔化的巴氏合金呈条状均匀分布于零件表面，紧贴第一条巴氏合金带纵向偏移焊枪和丝状巴氏合金后，再次横向移动以加宽巴氏合金带，多次重复上述操作至形成一均匀的巴氏合金面覆盖于零件表面，并可在所形成的巴氏合金面上重复操作增加零件表面巴氏合金的厚度； 

⑤关闭焊接设备电源，停止向焊接位置通惰性保护气体，自然冷却所钎焊的巴氏合金层。

在滑块、推力块零件表面进行巴氏合金钨极惰性气体保护机器人焊接工艺流程在机器人设备上完成，所述的机器人工作站设备包括弧焊机器人、控制系统、电焊机、氩气供给系统、送丝机、变位机，将零件固定于变位机上，机器人的钨电极伸至初始堆焊位置，送丝机将丝状的巴氏合金送至所述的机器人焊枪的钨电极和焊接位置之间，开动电焊机使钨电极与零件之间产生电弧，同时向焊接位置通氩气以保护焊缝，机器人焊枪横向运动，并使丝状巴氏合金与焊枪同步运动，机器人焊枪后续的纵向运动与横向运动直至零件表面堆焊巴氏合金。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

① 焊接过程中母材发生微量熔化润湿和填充材料熔化，巴氏合金熔敷在滑块、推力块零件的表面，焊接完成后巴氏合金层与零件基体的接合界面较熔化焊平整。

②  提高了生产的效率，零件的表面不需要进行酸洗、搪锡等预先处理，减少了预先处理环节，从而提高了生产效率。 

③  零件的表面不需要酸洗、搪锡等处理过程，解决了酸洗液的处理问题，对环境保护有着重要意义。 

④ 提高了巴氏合金与基体的结合强度，通过焊接电弧的热量将巴氏合金熔化后形成具有一定厚度的过渡结合层，结合强度明显提高。 

⑤  设备组成较焊接专机简单、占地面积较小，并且机器人设备可满足焊接复杂的空间焊缝的要求；在一台机器人设备上实现不同零件的巴氏合金堆焊。 

⑥  巴氏合金钨极惰性气体保护机器人焊接工艺，可提升产品的质量与一致性，可保证稳定的焊接质量。 

⑦ 机器人堆焊的焊缝平整性较好，可减少焊后加工余量，相应地降低制造成本。 

附图说明

图1是本发明的实施例图。 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 

以船用柴油机滑块零件表面进行熔敷巴氏合金层为实施例，请看图1，其中，以弧焊机器人焊枪2通有纯氩气的电极所产生的电弧为热源，以丝状巴氏合金3为熔敷填充材料，将丝状巴氏合金钎焊于零件1的表面，包括如下操作步骤： 

①将待焊接滑块、推力块零件固定，使待堆焊表面处于易于焊接的位置；

②打开焊接设备电源，并接通惰性保护气体；

③选择的焊接材料为直径Ф4.0mm的焊丝；保护气体采用100%Ar；

焊缝层数为一层，焊接的技术要求如表1所示：

表1

                                                    

④将弧焊机器人的焊枪2移动至船用柴油机零件1的焊接位置，钍钨电极的直径为4mm，引燃电弧，将丝状巴氏合金3送至电弧处熔化后点状分布于零件1的表面，焊枪纵向移动，紧贴第一条巴氏合金带纵向偏移焊枪和丝状巴氏合金3后，再次横向移动以加宽巴氏合金带，多次重复上述操作至形成一均匀的巴氏合金面覆盖于零件表面，并可在所形成的巴氏合金面上重复操作增加零件表面巴氏合金的厚度； 

⑤关闭焊接设备电源，停止向焊接位置通惰性保护气体，自然冷却所钎焊的巴氏合金层。

本发明在滑块、推力块零件表面进行巴氏合金钨极惰性气体保护机器人焊接工艺，操作简单方便，巴氏合金和基体合金的结合平整且牢固，形成的巴氏合金层平整，如图1所示。 

 毫无疑问，本发明还可以有其他取值和焊接方式，并不局限于上述实施方式中的取值和焊接方式。总之，本发明的保护范围应包括那些本领域普通技术人员来说是显而易见的变换或替代。 

Claims (1)

1.一种巴氏合金钨极惰性气体保护机器人工作站的焊接方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

①将待焊接滑块、推力块零件固定，使待堆焊表面处于易于焊接的位置；

②打开焊接设备电源，并接通惰性保护气体；

③选择的焊接材料为直径Ф4.0mm的焊丝；保护气体采用100%Ar；

④将弧焊机器人的焊枪移动至焊接位置，引燃电弧，将丝状巴氏合金送至电弧处熔化后点状分布于零件的表面，同步横向移动弧焊机器人焊枪和丝状巴氏合金，使熔化的巴氏合金呈条状均匀分布于零件表面，紧贴第一条巴氏合金带纵向偏移焊枪和丝状巴氏合金后，再次横向移动以加宽巴氏合金带，多次重复上述操作至形成一均匀的巴氏合金面覆盖于零件表面，并可在所形成的巴氏合金面上重复操作增加零件表面巴氏合金的厚度； 

⑤关闭焊接设备电源，停止向焊接位置通惰性保护气体，自然冷却所钎焊的巴氏合金层。

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