CN105458479B - 一种轴自动多层补焊设备 - Google Patents

Abstract

一种轴自动多层补焊设备，包括平台(4)，在所述平台(4)上平行设置有轴旋转固定装置，还包括焊接操作台架(8)，焊接操作台架(8)以所述轴旋转固定装置的旋转轴线中心对称设置有3个丝杠(9)，所述驱动螺母(10)配合在所述丝杠(9)上，所述驱动螺母(10)连接焊枪(11)，所述焊枪(11)上设有径向调整机构(12)和角度调整机构(13)，所述径向调整机构(12)可沿被焊接轴轴线径向方向调整焊枪焊丝距离轴补焊表面的长度，所述角度调整机构(13)可沿圆周方向适当调整焊枪(11)的焊丝与所述旋转轴线对齐。所述轴自动多层补焊设备，结构简单实用，可对轴同时进行多层补焊。

Description

一种轴自动多层补焊设备

技术领域

本发明涉及轴焊接工装技术领域，具体涉及一种轴自动多层补焊设备。

背景技术

钢管生产线上受力大磨损严重的是辊。长时间使用，辊与辊轴之间磨损也相当严重。根据车间生产需要，为了保证产品质量，必须保证设备精度，当轴与轧辊间磨损严重，间隙量增大，轧辊运转不稳定，导致产品质量不能保证。传统方式是重新做一根轴，而较为经济的方式是对受损轴进行人工补焊，人工补焊1名工人每天只能补焊3根轴，人工补焊的方法是，将轴平放在钢板上直接对其补焊，焊完一面后，手动翻转轴对另一面进行补焊，一边补焊一边翻转，直到将轴的圆柱面全部补焊完毕。由于人工手动翻转，导致轴的圆周面补焊时温度不同，因受热不均匀而有内应力。销轴不同方向补焊强度也不同，很难保证补焊质量，补焊后轴精度达不到使用要求，且劳动强度大。需要设计自动化补焊机，以满足要求。

天津友发钢管集团有限公司的CN204504469U公开了一种轴自动补焊设备，并公开了让轴旋转的夹具，旁边与轴平行设有导轨，焊枪在导轨上滑动，完成整周同一材料的补焊。但缺点是只能补焊一种材料。如果仅仅是换焊枪再焊会使得轴的温度不在焊接工艺范围内，需要多个焊接材料的专门机械设备。

而辊的补焊工艺又要多层补焊，至少要有3层不同材料去补，如底层采用冶金结合力≥500N，与基体材质结合强度相一致的一定厚度的材料1作为结合层，而第二层采用一定厚度的弥散强化复合耐磨材料2作为工作层，第三层采用一定厚度的铁素体软层作为加工层，便于机械加工，达到尺寸要求。多层补焊材料如何能够在其工艺温度范围内很协调自如地补焊到轴上，需要专门的机械设备去完成。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种调试简单的，成本低廉的多层补焊轴的专用设备，一种轴自动多层补焊设备。

本发明的目的是这样实现的，一种轴自动多层补焊设备，包括平台，在所述平台上平行设置有轴旋转固定装置，还包括焊接操作台架，焊接操作台架以所述轴旋转固定装置的旋转轴线中心对称设置有至少3个丝杠，所述驱动螺母配合在所述丝杠上，所述驱动螺母连接焊枪，焊丝通过焊丝驱动机构连接在所述焊枪上；所述焊枪上设有径向调整机构和角度调整机构，所述径向调整机构可沿被焊接轴轴线径向方向调整焊枪焊丝距离轴补焊表面的长度，所述角度调整机构可沿圆周方向适当调整焊枪的焊丝与所述旋转轴线对齐。

进一步地，所述轴旋转固定装置包括顶紧装置和夹紧旋转装置，所述顶紧装置包括滑轨和滑动设置在滑轨上的支架，所述支架上固定有顶尖；所述夹紧旋转装置包括固定架，所述固定架上设有旋转轴，所述旋转轴一端连接旋转夹紧爪，另一端连接皮带轮，所述皮带轮连接驱动装置；所述顶尖轴线和旋转轴的轴线对中。

进一步地，所述焊接操作台架滑动设置在导轨上，所述导轨平行于所述平台。

进一步地，所述焊丝分别为粘结层焊丝、耐磨层焊丝和加工层焊丝。

进一步地，其中一个丝杠的驱动螺母连接电磁感应加热线圈，另外两个丝杠的驱动螺母连接焊枪。

进一步地，所述焊接操作台架设有相互平行对置的丝杠架板，所述丝杠以被补焊轴线为中心对称设置并固定在所述丝杠架板上。

进一步地，所述焊接操作台架上具有操作位。

进一步地，所述角度调整机构包括连接套，支撑杆和滑槽，丝杠架板上以被补焊轴线为中心对称设置有滑槽，滑槽中固定设有焊枪支撑，所述焊枪支撑包括支撑杆和连接套，支撑杆端部固接所述连接套，支撑杆另一端穿过所述滑槽固定，所述连接套套配在所述焊枪枪体上。

一种使用所述轴自动多层补焊设备进行多层补焊的方法，

所述焊丝包括粘结层焊丝、耐磨层焊丝和加工层焊丝；

包含如下步骤：

1)粘结层补焊，首先是粘结层焊丝的焊枪开启，补焊粘结层，此时焊枪的计数传感器开始计数，夹紧旋转装置旋转一周焊枪前进一定距离；

2)同时跟进耐磨层补焊，当粘结层补焊到最后一层厚度后，紧随所述粘结层焊丝的焊枪，耐磨层焊丝的焊枪起弧，补焊耐磨层；

3)加工层补焊，当耐磨层补焊到最后一层厚度时，紧随所述耐磨层焊枪，加工层焊枪起弧开始补焊加工层，直到一根轴的三层补焊完成。

一种使用所述轴自动多层补焊设备进行多层补焊的方法，

其中一个丝杠的驱动螺母连接电磁感应加热线圈，另外两个丝杠的驱动螺母连接焊枪；

所述焊丝包括粘结层焊丝、耐磨层焊丝和加工层焊丝；

包含如下步骤：

1)加热轴，启动电磁感应加热线圈，从轴的一端行进到另一端，将轴加热到焊接工艺温度范围内；

2)粘结层补焊，首先是粘结层焊丝的焊枪开启，补焊粘结层，此时焊枪的计数传感器开始计数，夹紧旋转装置旋转一周焊枪前进一定距离；

3)耐磨层补焊，当粘结层补焊到最后一层厚度后，紧随所述粘结层焊丝的焊枪，耐磨层焊丝的焊枪起弧，补焊耐磨层；

与此同时，粘结层焊丝的焊枪更换为加工层焊丝成为加工层焊丝的焊枪；

4)同时加工层补焊，当耐磨层补焊到最后一层厚度时，紧随所述耐磨层焊枪，加工层焊丝的焊枪起弧开始补焊加工层，直到一根轴的三层补焊完成。

本发明的技术实质是通过以下几个方面的改进使得补焊设备完成多层补焊的任务，

1)焊接操作台架8与安装有轴旋转固定装置的平台4结合使用，实现焊接作业与驱动作业可分离地结合，增加了焊接操作的灵活性和平台4的可维护性。

2)三种焊丝的焊枪配合使用，在换层时同时可操作两层的焊枪焊接施工，利用了前面焊接层的热度，减少了焊接材料的内应力；

3)结合电磁感应加热线圈14，在线加热，在线焊接，提高了效率，减少了能量损失。

而上述三方面的改进是相互支持相互作用的，有机地整合了多层补焊的功能子设备，经过上述整合后，该本发明与现有技术相比，该设备能自动完成轴的多层补焊工作，极大的降低了工人的劳动强度，可提高工作效率4倍，满足了钢管生产线的使用精度要求，可降低生产成本10％。因此具有结构简单、价格低廉、安装使用维修方便的特点。

附图说明

图1为本发明轴自动多层补焊设备的平台主视图。

图2为本发明轴自动多层补焊设备的侧视图。

图3为本发明轴自动多层补焊设备的另一实施例的侧视图。

上述图中的附图标记：

1顶紧装置，2夹紧旋转装置，3皮带轮，4平台，5控制柜，6电机，7计数传感器，8焊接操作台架，9丝杠，10驱动螺母，11焊枪，12径向调整机构，13角度调整机构，14电磁感应加热线圈，15丝杠架板，16滑槽，18连接套，19操作位，20粘结层焊丝，21耐磨层焊丝，22加工层焊丝

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。

如图所示，一种轴自动补焊设备，包括平台4，所述平台4上设有轴旋转固定装置，所述轴旋转固定装置包括顶紧装置1和夹紧旋转装置2，所述顶紧装置1包括滑轨和滑动设置在滑轨上的支架，所述支架上固定有顶尖。所述夹紧旋转装置包括固定架，所述固定架上设有旋转轴，所述旋转轴一端连接旋转夹紧爪，另一端连接皮带轮，所述皮带轮连接驱动装置。所述顶尖轴线和旋转轴的轴线对中。所述计数传感器7固定于夹紧旋转装置2上。所述驱动装置包括电机，所述电机安装在平台4上，所述电机输出轴的驱动轮通过传动带连接皮带轮。

一般对轴的补焊采用多层补焊工艺，一般是三层补焊工艺，由内到外分别是粘结层，耐磨层和加工层，因此一般设置多个焊枪，负责补焊不同的层。

还包括焊接操作台架8，所述焊接操作台架8滑动设置在导轨上，所述导轨平行于所述平台4，焊接操作台架8中心对称设置有3个丝杠9，所述驱动螺母10配合在所述丝杠9上，所述驱动螺母10连接焊枪11，所述焊枪11上设有径向调整机构12和角度调整机构13，所述径向调整机构12可沿被焊接轴轴线径向方向调整焊枪焊丝距离轴补焊表面的长度，所述角度调整机构13可沿圆周方向适当调整焊枪11的焊丝与轴心对齐。所述焊丝分别为粘结层焊丝20、耐磨层焊丝21和加工层焊丝22。

优选地，所述焊接操作台架8中心对称设置有3个丝杠9，其中一个丝杠9的驱动螺母连接电磁感应加热线圈14，另外两个丝杠9的驱动螺母连接焊枪11。此替代实施例实质是将一根丝杠带入电磁感应加热，对轴加热后进行多层补焊，补焊效果更好。

所述焊接操作台架8设有相互平行对置的丝杠架板15，所述丝杠9以被补焊轴线为中心对称设置并固定在所述丝杠架板15上。所述丝杠9分别由单独伺服电机控制。所述焊接操作台架15上具有操作位19。

所述角度调整机构13包括连接套18，支撑杆和滑槽16，丝杠架板15上以被补焊轴线为中心对称设置有滑槽16，滑槽16中固定设有焊枪支撑，所述焊枪支撑包括支撑杆和连接套，支撑杆端部固接所述连接套18，所述连接套18套配在所述焊枪枪体上。支撑杆另一端穿过所述滑槽固定；

工作时，将轴在顶紧装置1和夹紧旋转装置2上固定好，将焊接操作台架8滑入所述平台4上方固定，通过角度调整机构13和径向调整机构12调整焊枪11相对于轴的角度和焊丝位置，开启电机6带动皮带轮3、夹紧旋转装置2、顶紧装置1开始旋转，3个操作工站分别站在每根焊枪11的操作位19上，

粘结层补焊，首先是粘结层焊丝的焊枪开启，补焊粘结层，此时焊枪的计数传感器7开始计数，夹紧旋转装置2旋转一周焊枪11前进一定距离；

同时跟进耐磨层补焊，当粘结层补焊到最后一层厚度后，紧随所述粘结层焊枪，耐磨层焊丝的焊枪起弧，补焊耐磨层。

加工层补焊，当耐磨层补焊到最后一层厚度时，紧随所述耐磨层焊枪，加工层焊枪起弧开始补焊加工层。

直到一根轴的三层补焊完成。

所述轴自动补焊设备，结构简单实用，可对轴同时进行多层补焊。

Claims (8)

1.一种轴自动多层补焊设备，包括平台(4)，在所述平台(4)上设有轴旋转固定装置，所述轴可旋转地设置在所述轴旋转固定装置中，其特征在于，

还包括可滑入平台上方并固定的焊接操作台架(8)，焊接操作台架(8)以所述轴旋转固定装置的旋转轴线中心对称地设置有至少3个丝杠(9)，驱动螺母(10)配合在所述丝杠(9)上，所述驱动螺母(10)连接焊枪(11)，所述丝杠(9)分别由单独的伺服电机驱动，焊接时丝杠(9)旋转，驱动螺母带动焊枪沿丝杠轴线直线移动；焊丝(20,21,22)通过焊丝驱动机构连接在所述焊枪(11)上；所述焊枪中的焊丝分别包括粘结层焊丝(20)、耐磨层焊丝(21)和加工层焊丝(22)；

所述焊枪(11)上设有径向调整机构(12)和角度调整机构(13)，所述径向调整机构(12)可沿被焊接轴轴线径向方向调整焊枪焊丝距离轴补焊表面的长度，所述角度调整机构(13)可沿圆周方向适当调整焊枪(11)的焊丝与所述旋转轴线对齐；

所述焊接操作台架(8)滑动设置在导轨上，所述导轨平行于所述平台(4)。

2.一种如权利要求1所述轴自动多层补焊设备，其特征在于，所述轴旋转固定装置包括顶紧装置(1)和夹紧旋转装置(2)，所述顶紧装置(1)包括滑轨和滑动设置在滑轨上的支架，所述支架上固定有顶尖；所述夹紧旋转装置包括固定架，所述固定架上设有旋转轴，所述旋转轴一端连接旋转夹紧爪，另一端连接皮带轮，所述皮带轮连接驱动装置；所述顶尖轴线和旋转轴的轴线对中。

3.一种如权利要求1所述轴自动多层补焊设备，其特征在于，“所述驱动螺母(10)连接焊枪(11)”替换为：其中一个丝杠(9)的驱动螺母连接电磁感应加热线圈(14)，另外两个丝杠(9)的驱动螺母连接焊枪(11)。

4.一种如权利要求1所述轴自动多层补焊设备，其特征在于，所述焊接操作台架(8)设有相互平行对置的丝杠架板(15)，所述丝杠(9)以所述轴旋转固定装置的旋转轴线中心对称设置地固定在所述丝杠架板(15)上。

5.一种如权利要求4所述轴自动多层补焊设备，其特征在于，所述焊接操作台架(8)上具有操作位(19)。

6.一种如权利要求4所述轴自动多层补焊设备，其特征在于，所述角度调整机构(13)包括连接套(18),支撑杆和滑槽(16)，丝杠架板(15)上以所述轴旋转固定装置的旋转轴线中心对称地设置有滑槽(16)，滑槽(16)中固定设有焊枪支撑，所述焊枪支撑包括支撑杆和连接套，支撑杆端部固接所述连接套(18)，支撑杆另一端穿过所述滑槽固定，所述连接套(18)套配在所述焊枪枪体上。

7.一种使用如权利要求1-6任一所述轴自动多层补焊设备进行多层补焊的方法，其特征在于，

包含如下步骤：

1)粘结层补焊，首先是连接有粘结层焊丝的焊枪开启，补焊粘结层，此时焊枪的计数传感器(7)开始计数，夹紧旋转装置(2)旋转一周焊枪(11)前进一定距离；

2)跟进耐磨层补焊，当粘结层补焊到最后一层厚度后，紧随连接有粘结层焊丝的焊枪，连接有耐磨层焊丝的焊枪起弧，跟进补焊耐磨层；

3)跟进加工层补焊，当耐磨层补焊到最后一层厚度时，紧随连接有耐磨层焊丝的焊枪，连接有加工层焊丝的焊枪起弧开始补焊加工层，直到一根轴的三层补焊完成。

8.一种使用如权利要求3所述轴自动多层补焊设备进行多层补焊的方法，其特征在于，所述焊丝包括粘结层焊丝(20)、耐磨层焊丝(21)和加工层焊丝(22)；

包含如下步骤：

1)加热轴，启动电磁感应加热线圈(14)，从轴的一端行进到另一端，将轴加热到焊接工艺温度范围内；

2)粘结层补焊，首先是连接有粘结层焊丝的焊枪开启，补焊粘结层，此时焊枪的计数传感器(7)开始计数，夹紧旋转装置(2)旋转一周焊枪(11)前进一定距离；

3)跟进耐磨层补焊，当粘结层补焊到最后一层厚度后，紧随连接有粘结层焊丝的焊枪，连接有耐磨层焊丝的焊枪起弧，跟进补焊耐磨层；

与此同时，连接有粘结层焊丝的焊枪更换连接加工层焊丝成为加工层焊丝的焊枪(11)；

4)跟进加工层补焊，当耐磨层补焊到最后一层厚度时，紧随连接有耐磨层焊丝的焊枪，连接有加工层焊丝的焊枪起弧开始补焊加工层，直到一根轴的三层补焊完成。