CN108907605A - 一种大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置及其使用方法。该大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置包括柱塞焊接组件、柱塞动力组件、柱塞加热组件以及焊接控制组件，所述柱塞动力组件为柱塞提供旋转动力，所述柱塞加热组件将柱塞均匀加热，所述焊接控制组件控制柱塞焊接的相关参数。柱塞修复时，将柱塞损坏部分沿环面开出环槽，再将环槽堆焊修补，然后对柱塞进行精加工处理至标准尺寸，操作维护方便，修复流程紧凑，修复效果好，节约生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及金属焊接技术领域，尤其涉及一种大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置及其使用方法。
背景技术
车轮等环件的生产过程中，第一道工序为大型水压机轧制胚件：由32MPa高压水经过各种调节阀产生的动力高效驱动连体设备规律运转，从而带动活动横梁上的核心柱塞高精度配合上横梁内部主缸在密封状态下的上下运动，把加热的钢锭通过各种成形模具进行墩粗及穿孔得到胚件。大型水压机主缸柱塞本体材质为ZG35，工作表面镀饹后投入运行，由于轧制运动频繁、环境比较恶劣、水质不纯、氧化铁屑多，从而导致柱塞镀饹层磨损并伴有局部破坏，柱塞配合上横梁内部主缸上下运动时出现局部泄压，达不到工艺设计压力，严重影响轧制胚件的质量。针对柱塞表面缺陷进行普通的焊补修复，效果不理想，不但使用周期短而且柱塞表面机械性能远不能适应高强度轧制生产需求。因此，本发明提出一种大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置及其使用方法。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提出一种大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置及其使用方法，本发明将柱塞损坏部分沿环面开出环槽，再将环槽堆焊修补，然后对柱塞进行精加工处理至标准尺寸，操作维护方便，修复流程紧凑，修复效果好，节约生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案，该大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置包括柱塞焊接组件、柱塞动力组件、柱塞加热组件以及焊接控制组件，所述柱塞焊接组件包括柱塞、基础板、若干支架、若干托辊、一对门型架、连接杆、横梁，所述基础板上对称固定两行支架，所述支架的上端设置托辊，所述柱塞放置在托辊上；所述两门型架对称设置于柱塞的前后两侧；所述门型架包括横杆一和一对立杆，所述横杆一的两端与两立杆的上端固定，所述立杆的下端固定在基础板上；所述两门型架之间纵向设有连接杆，所述连接杆的两端分别固定在两横杆一上；所述横梁设置于柱塞的上方，所述横梁固定在连接杆上；所述柱塞端部连接柱塞动力组件，所述柱塞焊接组件连接焊接控制组件和柱塞加热组件。
进一步地，所述柱塞动力组件包括传动齿轮一、传动齿轮二、三级齿轮减速机和电动机，所述柱塞的右端固定传动齿轮一，所述三级齿轮减速机和电动机固定在基础板上，所述电动机的输出轴通过联轴器连接三级齿轮减速机的输入轴，所述传动齿轮二固定在三级齿轮减速机的输出轴上，所述传动齿轮一和传动齿轮二相啮合；所述柱塞动力组件为柱塞提供匀速旋转的动力，同时能够调整柱塞的转速。
进一步地，所述焊接控制组件包括焊嘴、焊接控制器、焊丝转动托架、可调变阻器和焊接主机，所述焊接控制器固定在横梁下方，所述焊嘴位于焊接控制机器，所述焊接控制器电性连接焊机，所述可调变阻器电性连接焊机，所述焊丝转动托架上的焊丝连接焊接控制器。
进一步地，所述柱塞加热组件包括一对煤气烧嘴以及一对横杆二，所述两横杆二分别水平设置于两门型架上，所述横杆二的两端分别固定在门型架两立杆上；所述两煤气烧嘴分别固定在两横杆二。
上述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：为了保证堆焊层的质量以及堆焊后柱塞机械性能，将柱塞损坏部分利用车床沿环面车出深度为16～20mm的环槽，然后放置在托辊上，将固定在柱塞上的传动齿轮一和传动齿轮二啮合；
步骤二：启动电动机，电动机带动柱塞转动，调整柱塞的转速，保证焊接速度为420～450mm/min；
步骤三：开启煤器烧嘴，以20℃/h的升温速度将柱塞环槽位置均匀加热至250～280℃，然后保温3～4h；
步骤四：调整焊接参数以及焊嘴位置，在柱塞匀速转动的情况下，进行柱塞环槽底部第一层第一圈焊接，再由左向右移动调整焊嘴位置，依次完成柱塞环槽第一层焊接；然后重复上述操作在柱塞环槽内第一层上堆焊，直至柱塞堆焊处的尺寸高于柱塞环面；
步骤五：为了柱塞表面达到高强度使用的各种机械性能，堆焊结束后，将堆焊后的柱塞放置于炉内250℃的等温加热炉内，将柱塞以30℃/h的升温速度升温到480～550℃，保持8～10h后，以30℃/h的降温速度缓慢冷却到室温；
步骤六：将堆焊保温后的柱塞在精加工至安装使用的公差尺寸。
进一步地，所述步骤三中，加热时，所述两煤器烧嘴正对柱塞的中轴线，所述两煤器烧嘴位于同一直线上，这将保证煤器烧嘴能够均匀的加热柱塞，从而保证焊接质量。
进一步地，所述步骤四中，焊接时，所述焊嘴正对柱塞的中轴线，焊接时，保证每一层每一圈焊层的宽度和厚度基本一致，从而减少焊接缺陷的产生。
进一步地，所述步骤四中，焊接使用的焊丝为H3Cr13焊丝，焊丝规格均为￠3.2mm；焊接使用的焊剂为HJ260焊剂和HJ431焊剂按3:1的烘干混合焊剂；焊接各参数中，焊接电流为380～450A，电弧电压为34～36V，电源极性为直流反极，焊丝的送丝速度为1600～1900mm/min。
进一步地，所述步骤四中，每一层每一圈焊接前，用测温仪测量即将焊接处的温度并记录；若焊接处的温度在250～280℃之间，则进行焊接；若即将焊接处的温度不在250～280℃之间，则加热至250～280℃，再进行焊接。
进一步地，所述步骤四中，每层焊接完成后，观察焊接层是否存在焊接缺陷，若不存在焊接缺陷，则继续进行堆焊；若存在焊接缺陷，将柱塞存在焊接缺陷的焊接部分打磨去除，再继续进行堆焊。
本发明的优点在于：本发明将柱塞损坏部分沿环面开出环槽，再将环槽堆焊修补，然后对柱塞进行精加工处理至标准尺寸，操作维护方便，修复流程紧凑，修复效果好，节约生产成本。
附图说明
图1本发明所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的结构示意图。
图2为图1中柱塞焊接组件的俯视示意图。
图3为图1中柱塞焊接组件的左视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，以利于本领域技术人员能够更加清楚的了解，如图1、图2和图3所示，本发明采用以下方案，该大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置包括柱塞焊接组件、柱塞动力组件、柱塞加热组件以及焊接控制组件，所述柱塞焊接组件包括柱塞1、基础板2、若干支架3、若干托辊4、一对门型架、连接杆11、横梁12，在基础板2上前后对称焊接两行支架3，所述支架3为轴承座，在支架3的上端设置托辊4，所述柱塞1放置在托辊4上，所述柱塞1的中轴线和托辊4的中轴线平行；所述两门型架对称设置于柱塞1的前后两侧；所述门型架包括横杆一9和一对立杆10，所述横杆一9的两端与两立杆10的上端焊接固定，所述立杆10的下端焊接在基础板2上；所述两门型架之间纵向设有连接杆11，所述连接杆11的两端分别焊接固定在两横杆一9上；所述横梁12设置于柱塞1的上方，所述横梁12焊接固定在连接杆11上；所述柱塞1端部连接柱塞动力组件，所述柱塞焊接组件连接焊接控制组件和柱塞加热组件。
如图1所示，所述柱塞动力组件包括传动齿轮一5、传动齿轮二6、三级齿轮减速机7和电动机8，所述柱塞1的右端焊接固定传动齿轮一5，所述三级齿轮减速机7和电动机8固定在基础板2上，所述电动机8的输出轴通过联轴器连接三级齿轮减速机7的输入轴，所述传动齿轮二6固定在三级齿轮减速机7的输出轴上，所述传动齿轮一5和传动齿轮二6相啮合；所述柱塞动力组件为柱塞1提供匀速旋转的动力，同时能够调整柱塞1的转速。
如图1所示，所述焊接控制组件包括焊嘴13、焊接控制器14、焊丝转动托架15、可调变阻器16和焊接主机17，所述焊接控制器14固定在横梁12下方，所述焊嘴13位于焊接控制机器14，所述焊接控制器14电性连接焊机17，所述可调变阻器16电性连接焊机17，所述焊丝转动托架15上的焊丝连接焊接控制器14，所述焊接主机17的负极接地。
如图1、图2和图3所示，所述柱塞加热组件包括一对煤气烧嘴18以及一对横杆二19，所述两横杆二19分别水平设置于两门型架上，所述横杆二19的两端分别焊接固定在门型架两立杆10上；所述两煤气烧嘴18分别固定在两横杆二19。
使用大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的修复柱塞的具体操作过程：堆焊之前：为了保证堆焊层的质量以及堆焊后柱塞1机械性能，将柱塞1损坏部分利用车床沿环面车出深度为16～20mm的环槽，在柱塞1的右端焊接传动齿轮一5，然后将柱塞1放置在托辊4上，将固定在柱塞1上的传动齿轮一5和传动齿轮二6啮合；启动电动机8，电动机8带动柱塞1转动，调整柱塞1的转速，保证焊接速度为420～450mm/min；为保证煤器烧嘴18能够均匀的加热柱塞1，调整两煤器烧嘴18正对柱塞1的中轴线，调整两煤器烧嘴18位于同一直线上；开启煤器烧嘴18，以20℃/h的升温速度将柱塞1环槽位置均匀加热至250～280℃，然后在柱塞1的周围用砖块垒砌密室，保温3～4h后拆除密室；
为减少焊接缺陷的产生，调整焊嘴13正对柱塞1的中轴线，选用￠3.2mm的H3Cr13焊丝，焊接选用HJ260焊剂和HJ431焊剂按3:1的烘干混合焊剂；调整焊接参数：焊接电流为380～450A，电弧电压为34～36V，电源极性为直流反极，焊丝的送丝速度为1600～1900mm/min；
堆焊过程：在柱塞1匀速转动的情况下，开始起弧焊接，先进行柱塞1环槽底部第一层第一圈焊接，再通过焊接控制器14由左向右移动调整焊嘴13位置，依次完成柱塞1环槽第一层焊接；然后重复上述操作在柱塞1环槽内第一层上堆焊，直至柱塞1堆焊处的尺寸高于柱塞1环面；
在焊接过程中，每一层每一圈焊接前，用测温仪测量即将焊接处的温度并记录，若焊接处的温度在250～280℃之间，则进行焊接，若即将焊接处的温度不在250～280℃之间，则加热至250～280℃，再进行焊接；每层焊接完成后，用10倍放大镜观察柱塞1该焊接层是否存在焊接缺陷，若不存在焊接缺陷，则继续进行堆焊；若存在焊接缺陷，将柱塞1存在焊接缺陷的焊接部分打磨去除，再继续进行堆焊；
堆焊之后：为了柱塞1表面达到高强度使用的各种机械性能，将堆焊后的柱塞1放置于炉内250℃的等温加热炉内，将柱塞1以30℃/h的升温速度升温到480～550℃，保持8～10h后，以30℃/h的降温速度缓慢冷却到室温；将堆焊保温后的柱塞1上的传动齿轮一5拆卸，再精加工至安装使用的公差尺寸。
本发明的优点在于：本发明将柱塞损坏部分沿环面开出环槽，再将环槽堆焊修补，然后对柱塞进行精加工处理至标准尺寸，操作维护方便，修复流程紧凑，修复效果好，节约生产成本。
Claims (10)
1.一种大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置，其特征在于：所述装置包括柱塞焊接组件、柱塞动力组件、柱塞加热组件以及焊接控制组件，所述柱塞焊接组件包括柱塞(1)、基础板(2)、若干支架(3)、若干托辊(4)、一对门型架、连接杆(11)、横梁(12)，所述基础板(2)上对称固定两行支架(3)，所述支架(3)的上端设置托辊(4)，所述柱塞(1)放置在托辊(4)上；所述两门型架对称设置于柱塞(1)的前后两侧；所述门型架包括横杆一(9)和一对立杆(10)，所述横杆一(9)的两端与两立杆(10)的上端固定，所述立杆(10)的下端固定在基础板(2)上；所述两门型架之间纵向设有连接杆(11)，所述连接杆(11)的两端分别固定在两横杆一(9)上；所述横梁(12)设置于柱塞(1)的上方，所述横梁(12)固定在连接杆(11)上；所述柱塞(1)端部连接柱塞动力组件，所述柱塞焊接组件连接焊接控制组件和柱塞加热组件。
2.根据权利要求1所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置，其特征在于：所述柱塞动力组件包括传动齿轮一(5)、传动齿轮二(6)、三级齿轮减速机(7)和电动机(8)，所述柱塞(1)的右端固定传动齿轮一(5)，所述三级齿轮减速机(7)和电动机(8)固定在基础板(2)上，所述电动机(8)的输出轴通过联轴器连接三级齿轮减速机(7)的输入轴，所述传动齿轮二(6)固定在三级齿轮减速机(7)的输出轴上，所述传动齿轮一(5)和传动齿轮二(6)相啮合。
3.根据权利要求1所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置，其特征在于：所述焊接控制组件包括焊嘴(13)、焊接控制器(14)、焊丝转动托架(15)、可调变阻器(16)和焊接主机(17)，所述焊接控制器(14)固定在横梁(12)下方，所述焊嘴(13)位于焊接控制机器(14)，所述焊接控制器(14)电性连接焊机(17)，所述可调变阻器(16)电性连接焊机(17)，所述焊丝转动托架(15)上的焊丝连接焊接控制器(14)。
4.根据权利要求1所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置，其特征在于：所述柱塞加热组件包括一对煤气烧嘴(18)以及一对横杆二(19)，所述两横杆二(19)分别水平设置于两门型架上，所述横杆二(19)的两端分别固定在门型架两立杆(10)上；所述两煤气烧嘴(18)分别固定在两横杆二(19)。
5.一种如权利要求1～4所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将柱塞(1)损坏部分利用车床沿环面车出深度为16～20mm的环槽，然后放置在托辊(4)上，将固定在柱塞(1)上的传动齿轮一(5)和传动齿轮二(6)啮合；
步骤二：启动电动机(8)，电动机(8)带动柱塞(1)转动，调整柱塞(1)的转速，保证焊接速度为420～450mm/min；
步骤三：开启煤器烧嘴(18)，以20℃/h的升温速度将柱塞(1)环槽位置均匀加热至250～280℃，然后保温3～4h；
步骤四：调整焊接参数以及焊嘴(13)位置，在柱塞(1)匀速转动的情况下，进行柱塞(1)环槽底部第一层第一圈焊接，再由左向右移动调整焊嘴(13)位置，依次完成柱塞(1)环槽第一层焊接；然后重复上述操作在柱塞(1)环槽内第一层上堆焊，直至柱塞(1)堆焊处的尺寸高于柱塞(1)环面；
步骤五：堆焊结束后，将堆焊后的柱塞(1)放置于炉内250℃的等温加热炉内，将柱塞(1)以30℃/h的升温速度升温到480～550℃，保持8～10h后，以30℃/h的降温速度缓慢冷却到室温；
步骤六：将堆焊保温后的柱塞(1)在精加工至安装使用的公差尺寸。
6.根据权利要求5所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于：所述步骤三中，加热时，所述两煤器烧嘴(18)正对柱塞(1)的中轴线，所述两煤器烧嘴(18)位于同一直线上。
7.根据权利要求5所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于：所述步骤四中，焊接时，所述焊嘴(13)正对柱塞(1)的中轴线。
8.根据权利要求5所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于：所述步骤四中，焊接使用的焊丝为H3Cr13焊丝，焊丝规格均为￠3.2mm；焊接使用的焊剂为HJ260焊剂和HJ431焊剂按3:1的烘干混合焊剂；焊接各参数中，焊接电流为380～450A，电弧电压为34～36V，电源极性为直流反极，焊丝的送丝速度为1600～1900mm/min。
9.根据权利要求5所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于：所述步骤四中，每一层每一圈焊接前，用测温仪测量即将焊接处的温度并记录；若焊接处的温度在250～280℃之间，则进行堆焊；若即将焊接处的温度不在250～280℃之间，则加热至250～280℃，再进行堆焊。
10.根据权利要求5所述大型水压机工作缸柱塞的堆焊修复装置的使用方法，其特征在于：所述步骤四中，每层焊接完成后，观察焊接层是否存在焊接缺陷，若不存在焊接缺陷，则继续进行堆焊；若存在焊接缺陷，将柱塞(1)存在焊接缺陷的焊接部分打磨去除，再继续进行堆焊。
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