CN110355461B - 一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，涉及车轮踏面修复技术领域，包括门型结构的框架，所述框架上设置有搅拌摩擦焊装置，所述搅拌摩擦焊装置一侧设置有补料装置，另一侧设置有激光加热装置；所述搅拌摩擦焊装置下方水平设置有垂直于所述框架的进给装置，所述进给装置上滑动设置有工作台，所述工作台上固定设置有车轮。本发明提供的基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，成本低，修复质量高，一致性好。

Description

一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置
技术领域
本发明涉及车轮踏面修复技术领域，特别是涉及一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置。
背景技术
列车车轮在运行过程中，车轮踏面会出现剥离，裂纹，缺损等缺陷。车轮踏面的修复普遍采用镟削的方法加工处理，恢复后的外形仍不能保持很长时间，而且检修成本高、金属切削量很大，经过多次镟修的车轮在表面质量、使用寿命以及运行稳定性方面都逐渐变差。镟修会导致轮箍逐渐变薄，直至报废。而采用一般的堆焊方法补焊车轮踏面缺陷部位，补焊层中容易有夹杂物及气孔，金属组织不均匀等缺陷。因此，亟需一种低成本、高质量、高一致性的新型轮对修复技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，以解决上述现有技术存在的问题，成本低，修复质量高，一致性好。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，包括门型结构的框架，所述框架上设置有搅拌摩擦焊装置，所述搅拌摩擦焊装置一侧设置有补料装置，另一侧设置有激光加热装置；所述搅拌摩擦焊装置下方水平设置有垂直于所述框架的进给装置，所述进给装置上滑动设置有工作台，所述工作台上固定设置有车轮。
可选的，所述工作台上对称设置有两个滚动轴承，所述滚动轴承上安装有轴，所述车轮固定设置于所述轴上。
可选的，所述轴一端固定连接有三爪卡盘，所述三爪卡盘固定设置于锁紧装置上，所述锁紧装置固定设置于所述工作台上。
可选的，所述车轮通过螺母固定设置于所述轴上。
可选的，所述框架上固定设置有竖直滑轨，所述搅拌摩擦焊装置活动设置于所述竖直滑轨上。
可选的，所述框架上设置有水平连杆，所述水平连杆上安装有成型模具，所述成型模具位于所述搅拌摩擦焊装置正下方。
可选的，所述搅拌摩擦焊装置底部连接有搅拌摩擦焊焊头。
可选的，所述补料装置底部连接有导流管；所述框架上安装有水平延伸杆，所述激光加热装置设置于所述水平延伸杆上；所述导流管末端和所述激光加热装置末端均位于所述搅拌摩擦焊焊头处。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，利用搅拌摩擦头破坏踏面金属表层的微裂纹、剥离坑并实现踏面表层金属冶金重构；由于车轮金属熔点较高，只通过搅拌摩擦很难达到所需温度，采用激光加热踏面表层以降低车轮表层金属变形抗力并提高其塑性；利用氩弧焊融化焊丝填充踏面损伤部位材料，并利用踏面成型模具挤压踏面实现踏面损伤部位修复；且激光加热搅拌摩擦焊接头性能好、焊后变形小、结构强度高、焊接过程环保以及易于实现生产自动化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置的立体图；
图2是本发明基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置的焊接部分主视图；
图3是基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置的侧视图；
其中，1-进给装置、2-框架、3-车轮、4-补料装置、5-搅拌摩擦焊装置、6-激光加热装置、7-滚动轴承、8-锁紧装置、9-工作台、10-成型模具、11-搅拌摩擦焊焊头、12-导流管、13-螺母、14-轴、15-三爪卡盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，以解决上述现有技术存在的问题，成本低，修复质量高，一致性好。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，如图1-图3所示，包括进给装置1，位于进给装置1上的两个工作台9；位于进给装置1上方的框架2，通过竖直滑轨设置在框架2上的搅拌摩擦焊装置5，以及固定于框架上的激光加热装置6和补料装置4；固定安装于工作台9上的锁紧装置8和两个滚动轴承7，连接于两个滚动轴承7上的轴14和固定在轴14上的车轮3。
其中，激光加热装置6和补料装置4固定在框架2上，搅拌摩擦焊装置5可在Z轴方向上下移动。车轮3通过螺母13固定在轴14上，与轴14之间无相对转动，轴14安装在两个滚动轴承7上，轴14的一端被锁紧装置8上的三爪卡盘15夹住，使轴14不能转动，滚动轴承7和锁紧装置8都按一定的距离固定在工作台9上，工作台9滑动安装在进给装置1上，工作台9可以在进给装置1上水平移动，从而可以实现带动车轮3按一定的速度水平移动。
本发明结构简单，工作方便，如图1所示，工作时，将车轮3在工作台9上安装好，通过锁紧装置8将要修复的车轮缺陷部分转至搅拌摩擦焊焊头11下方，进给装置1驱动工作台9向搅拌摩擦焊焊头11移动，当车轮3踏面缺陷部分靠近搅拌摩擦焊焊头11时，按一定的速度匀速进给，之后激光加热装置6对车轮3踏面缺陷部分进行加热，补料装置4融化焊丝后经导流管12引流，用于填充车轮3踏面损伤部位，搅拌摩擦焊焊头11旋转，破坏车轮3踏面金属表层的微裂纹、剥离坑，并实现车轮3踏面表层金属冶金重构，成型模具10对踏面成型，成型完成后进给装置1驱动工作台9移动，将车轮3退出，完成对车轮3踏面的修复。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，其特征在于：包括门型结构的框架，所述框架上设置有搅拌摩擦焊装置，所述搅拌摩擦焊装置一侧设置有补料装置，另一侧设置有激光加热装置；所述搅拌摩擦焊装置下方水平设置有垂直于所述框架的进给装置，所述进给装置上滑动设置有工作台，所述工作台上固定设置有车轮；所述框架上固定设置有竖直滑轨，所述搅拌摩擦焊装置活动设置于所述竖直滑轨上；所述框架上设置有水平连杆，所述水平连杆上安装有成型模具，所述成型模具位于所述搅拌摩擦焊装置正下方；所述搅拌摩擦焊装置底部连接有搅拌摩擦焊焊头；所述补料装置底部连接有导流管；所述框架上安装有水平延伸杆，所述激光加热装置设置于所述水平延伸杆上；所述导流管末端和所述激光加热装置末端均位于所述搅拌摩擦焊焊头处。
2.根据权利要求1所述的基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，其特征在于：所述工作台上对称设置有两个滚动轴承，所述滚动轴承上安装有轴，所述车轮固定设置于所述轴上。
3.根据权利要求2所述的基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，其特征在于：所述轴一端固定连接有三爪卡盘，所述三爪卡盘固定设置于锁紧装置上，所述锁紧装置固定设置于所述工作台上。
4.根据权利要求2所述的基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置，其特征在于：所述车轮通过螺母固定设置于所述轴上。
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