CN108070854A - 一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，包括如下步骤:将等离子焊机的电流控制在正常熔覆时的10％‑30％，预热熔覆部件表面，焊枪行走路线为弓型折线：B‑C‑F‑G‑J‑K‑N‑O；再将焊枪移动到起始A点时，打开送粉器，焊枪开始行走路线为：A‑B‑C‑D‑E‑F‑G‑H‑I‑J‑K‑L‑M‑N‑O‑P；在该步骤中，送粉器全程保持开启状态，在实际熔覆长度B‑C、F‑G、J‑K、N‑O区间开启等离子弧，在两端部分A‑B、C‑D‑E‑F、G‑H‑I‑J、K‑L‑M‑N、O‑P区间等离子弧呈关闭状态，其长度是实际熔覆长度的20％‑30％。本发明熔覆边界自然过度，无凸点，能够熔覆出平整的耐磨层。

Description

一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺
技术领域
本发明属于农用机械部件熔覆处理技术领域，特别是涉及一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺。
背景技术
农用耕作部件的磨损消耗巨大，等离子熔覆技术是一种低成本、高效率的提高部件耐磨性的方法，市场需求广阔。
等离子熔覆时，被熔覆表面经历急冷急热的过程，熔覆时形成的熔池温度变化很大，在熔化、凝固及冷却过程中，熔池温度直接影响材料凝固组织形态及固态相变组织结构，从而最终决定熔覆质量。而熔覆是由线到面逐渐累加的过程，最初熔覆时基材温度较低，随着熔覆过程的推进，基材温度不断升高，这必然导致前后熔覆质量存在一定的差异。另外，熔覆中还发现，熔覆区域边界易出现鼓包情况，这是由于数控工作台在换向时存在加减速过程，导致金属粉材大量堆积，从而严重影响熔覆表面的平整性。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，采用该熔覆方法能很好的减小先熔覆线对后熔覆线的热量累积，而且熔覆边界自然过度，无凸点，能够熔覆出平整的耐磨层。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，包括如下步骤:
第一，将等离子焊机的电流控制在正常熔覆时的10％-30％，预热熔覆部件表面，焊枪行走路线为弓型折线：B-C-F-G-J-K-N-O；
第二，将焊枪移动到起始A点时，打开送粉器，焊枪开始行走路线为： A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N-O-P；在该步骤中，送粉器全程保持开启状态，在B-C、F-G、J-K、N-O区间开启等离子弧，在A-B、C-D-E-F、G-H-I-J、K-L-M-N、 O-P区间等离子弧呈关闭状态；
其中：B-C、F-G、J-K、N-O是实际需要熔覆的长度，两端部分A-B、C-D、 E-F、G-H、I-J、K-L、M-N、O-P是实际熔覆长度的20％-30％。
优选地，所述熔覆部件在熔覆前进行前处理：即对熔覆部件表面进行除油、除锈处理。
优选地，在熔覆前对送粉器内的熔覆金属粉末材料进行干燥处理，具体方法为：将金属粉末置于烧杯内，将装有金属粉末的烧杯放入真空干燥箱，真空干燥箱温度设定到120度，加热干燥。
优选地，所述熔覆部件在熔覆后进行精加工或者去应力处理。
本发明等离子熔覆系统主要由能量供给单元、材料供给单元、运动执行单元、控制单元以及辅助单元构成，其中能量供给单元由等离子堆焊机组成；材料供给单元由送粉器和同轴送粉焊枪组成；运动执行单元由数控工作台组成；控制单元由工控机组成；辅助单元包括冷却水箱、氩气瓶、夹具等。
本发明的有益效果为：
本发明的熔覆系统能够实现金属粉末材料的熔覆加工，系统稳定性好，加工效率高，成本低。采用本发明的熔覆方法能很好的减小先熔覆线对后熔覆线的热量累积，而且熔覆边界自然过度，无凸点，能够熔覆出平整的耐磨层。
附图说明
图1为本发明的系统示意图。
图2为图1的连接示意图。
图3为焊枪行走路线示意图。
图中：1.氩气瓶，2.送粉器，3.等离子堆焊机，4.冷却水箱，5.工控机，6. 焊枪夹具，7.焊枪，8.数控工作台，9.基板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1所示，本发明等离子熔覆系统主要由能量供给单元、材料供给单元、运动执行单元、控制单元以及辅助单元构成，其中能量供给单元为等离子堆焊机3；材料供给单元由送粉器2和同轴送粉焊枪7组成；运动执行单元为数控工作台8；控制单元为工控机5；辅助单元包括冷却水箱4、氩气瓶1、焊枪夹具6等。该套系统能够实现金属粉末材料的熔覆加工，系统稳定性好，加工效率高，成本低。
如图2所示，其中，工控机5分别连接送粉器2、等离子堆焊机3和数控工作台8，等离子堆焊机3分别连接氩气瓶1、冷却水箱4及焊枪7，冷却水箱4 连接焊枪7，送粉器2连接氩气瓶1和焊枪7，数控工作台8安装有焊枪夹具6。
本发明熔覆系统的工作过程为：确定各部分连接正确后，开启工控机电源开关，通过工控机设定焊枪的运行轨迹和速度、等离子弧的开闭以及送粉器的开闭和送粉速度。打开冷却水箱4电源后开启等离子堆焊机3，接通氩气瓶1内的气体。氩气瓶1由3个气瓶构成，熔覆时分别提供保护气、离子气和送粉气，调整对应流量计的旋钮，将气体流量调到理想值(根据加工需要设定)。启动程序，送粉器2向焊枪7输送熔覆材料(铁粉、钴粉等)，在温度极高的电弧作用下，熔覆材料与基体表面迅速熔化形成熔覆层。运行结束后先关闭等离子堆焊机3，然后关闭冷却水箱4，最后关闭工控机5等其他设备电源。
本发明熔覆工艺包含前处理、熔覆加工、后处理三个环节，为便于表面熔覆，前处理阶段对被熔覆部件表面进行除油、除锈处理；对熔覆金属粉末材料进行干燥处理。熔覆加工阶段主要是控制加工过程中的主要工艺参数，规划行走轨迹；后处理阶段根据实际需要对熔覆后的部件直接应用，或者进行精加工或者去应力处理后应用。
本发明提供了的熔覆工艺方法。这里以图3为例进行说明，图中BC、FG、JK、 NO为实际熔覆线。
本发明方法将熔覆加工阶段分为两个步骤，具体方法如下：
第一，空走：开启等离子堆焊机3，将等离子堆焊机3的电流控制在正常熔覆时的10％-30％，本例选择10％；关闭送粉器；预热熔覆部件表面，焊枪7行走路线为弓型折线：B-C-F-G-J-K-N-O，如图3所示；
本例针对的是规则基板部件平面；如果基板部件平面不规则可以依据具体情况调整，也可以把不规则区域看作是多个规则区域的组合。
第二，将焊枪7移动到起始A点时,打开送粉器，为了保证实际熔覆过程中的送粉保持稳定，所述A点的位置距实际熔覆起始点B的距离A-B为实际熔覆长度的20％-30％，本例选择A-B长度为实际熔覆长度的20％，焊枪开始行走路线为： A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N-O-P；在该步骤中，送粉器全程保持开启状态，在B-C、F-G、J-K、N-O区间开启等离子弧，在A-B、C-D-E-F、G-H-I-J、K-L-M-N、 O-P区间等离子弧呈关闭状态。
其中：B-C、F-G、J-K、N-O是实际需要熔覆的长度，两端部分A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、K-L、M-N、O-P是实际熔覆长度的20％。
在熔覆前对送粉器内的熔覆金属粉末材料进行干燥处理，具体方法为：将金属粉末置于烧杯内，将装有金属粉末的烧杯放入真空干燥箱，真空干燥箱温度设定到120度，加热干燥。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例中开启等离子堆焊机3时，将等离子堆焊机3的电流控制在正常熔覆时的30％；距离A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、 K-L、M-N、O-P为实际熔覆长度的30％。
实施例3：本例与实施例1不同的是：本例中开启等离子堆焊机3时，将等离子堆焊机3的电流控制在正常熔覆时的25％；距离A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、 K-L、M-N、O-P为实际熔覆长度的28％。
实施例4：本例与实施例1不同的是：本例中开启等离子堆焊机3时，将等离子堆焊机3的电流控制在正常熔覆时的26％；距离A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、 K-L、M-N、O-P为实际熔覆长度的25％。
实施例5：本例与实施例1不同的是：本例中开启等离子堆焊机3时，将等离子堆焊机3的电流控制在正常熔覆时的28％；距离A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、 K-L、M-N、O-P为实际熔覆长度的22％。

Claims (4)

1.一种农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，其特征在于：包括如下步骤:
第一，将等离子焊机的电流控制在正常熔覆时的10％-30％，预热熔覆部件表面，焊枪行走路线为弓型折线：B-C-F-G-J-K-N-O；
第二，将焊枪移动到起始A点时，打开送粉器，焊枪开始行走路线为：A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N-O-P；在该步骤中，送粉器全程保持开启状态，在B-C、F-G、J-K、N-O区间开启等离子弧，在A-B、C-D-E-F、G-H-I-J、K-L-M-N、O-P区间等离子弧呈关闭状态；
其中：B-C、F-G、J-K、N-O是实际需要熔覆的长度，两端部分A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、K-L、M-N、O-P是实际熔覆长度的20％-30％。
2.根据权利要求1所述农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，其特征在于：所述熔覆部件在熔覆前进行前处理：即对熔覆部件表面进行除油、除锈处理。
3.根据权利要求1所述农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，其特征在于：在熔覆前对送粉器内的熔覆金属粉末材料进行干燥处理，具体方法为：将金属粉末置于烧杯内，将装有金属粉末的烧杯放入真空干燥箱，真空干燥箱温度设定到120度，加热干燥。
4.根据权利要求1所述农用易磨损触土部件等离子熔覆工艺，其特征在于：所述熔覆部件在熔覆后进行精加工或者去应力处理。
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