CN110587086B - 一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置 - Google Patents

Abstract

一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，包括焊枪本体；焊枪本体包括可拆卸的固定连接的前枪体和后枪体；其中，前枪体前端螺纹连接有喷嘴，且前枪体螺纹连接有用于罩设喷嘴的保护罩，保护罩与喷嘴之间相距形成螺旋保护气体通道；后枪体上开设有保护气体进口，保护气体进口与螺旋保护气体通道连通，且保护罩下端设置保护气体出口；后枪体上开设有进粉孔，进粉孔送粉通道连通；还包括旋转送粉机构，旋转送粉机构与送粉通道连通，且旋转送粉机构位于螺旋保护气体通道内，并由保护气体驱动旋转，且旋转送粉机构旋转时周向朝喷嘴的弧柱出粉。本发明采用保护气体驱动旋转送粉机构旋转，使合金粉末周向出粉，出粉均匀防止堵塞。

Description

一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置

技术领域：

本发明涉及一种等离子粉末堆焊领域，特别涉及一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置。

背景技术：

粉末等离子弧堆焊技术作为表面强化的一种方法，通过在零件表面熔覆一层具有特殊性能的合金粉末来提高零件表面耐磨损、耐腐蚀性能，从而延长其使用寿命。该技术具有温度高、稀释率低、可控性好等优点，广泛用于航空航天、船舶、阀门、矿山机械、螺杆等行业。

等离子粉末堆焊枪因为要融化金属粉末，金属粉末多为通过两侧分布的送粉通道进行送粉，在焊枪上设置有与送粉通道连通的送粉孔，这样设计两侧的送粉孔为相对出粉与弧柱接触进行融化后喷涂在熔覆工件表面，存在少量粉末喷洒至外界不能够与弧柱完全接触，粉末使用不充分；并且这样设置存在送粉孔易堵塞，在其中一个送粉孔堵塞后送粉量降低，自动化操作过程中无法及时发现，造成熔覆层不均匀，影响熔覆质量。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置使金属粉末充分利用并保证送粉过程中的送粉量稳定。

一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，包括焊枪本体；所述焊枪本体包括可拆卸的固定连接的前枪体和后枪体；其中，所述前枪体前端连接有喷嘴，且所述前枪体螺纹连接有用于罩设所述喷嘴的保护罩，所述保护罩与所述喷嘴之间相距形成螺旋保护气体通道；

所述后枪体上开设有保护气体进口，所述保护气体进口通过位于所述后枪体和所述前枪体内部的保护气体通道与所述螺旋保护气体通道连通，且所述保护罩下端周向设置有多个保护气体出口；

所述后枪体上开设有进粉孔，所述进粉孔与位于所述后枪体和所述前枪体内部的送粉通道连通；还包括转动连接在所述喷嘴的锥台部的旋转送粉机构，所述旋转送粉机构与所述送粉通道连通，且所述旋转送粉机构位于所述螺旋保护气体通道内，并由保护气体驱动旋转，且所述旋转送粉机构旋转时周向朝所述喷嘴的弧柱出粉。

优选的，所述螺旋保护气体通道包括：设置在所述保护罩与所述喷嘴之间的上螺旋板以及下螺旋板；其中，所述上螺旋板与所述下螺旋板之间相距形成环形气流通道，所述旋转送粉机构转动连接在所述环形气流通道内。

优选的，还包括有与所述螺旋保护气体通道连通的保护气体储腔，所述保护气体储腔与周向设置的多个所述保护气体出口连通。

优选的，所述旋转送粉机构包括：

转动连接在所述喷嘴内的锥台形的送粉盘，周向设置在所述送粉盘外壁且位于所述环形气流通道内的叶片；其中，所述送粉盘的底部周向开设有多个出粉孔，每个出粉孔上均铰接有复位挡板；还包括有设置在所述送粉盘下方的折流腔，所述折流腔底部开设有朝向所述弧柱的环形孔。

优选的，所述送粉盘通过推力滚子轴承转动连接在所述喷嘴上。

优选的，所述保护气体为低温惰性气体。

优选的，所述前枪体与所述后枪体之间设置有绝缘体，所述绝缘体上开设有与所述保护气体通道相对应的第一孔，与所述送粉通道相对应的第二孔，以及供循环冷却水经过的第三孔。

本发明采用旋转送粉机构周向朝弧柱方向环形送粉，并由保护气体驱动旋转送粉机构旋转，保护气体的供气压力为控制旋转送粉机构的出粉量，有效保证等离子粉末堆焊时的出粉稳定性，并使合金粉末充分利用，均匀融化。

附图说明：

附图1是本发明合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置的焊枪结构剖视图；附图2是本发明合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置的部分结构示意图；附图3是本发明提供的旋转送粉机构的外部结构示意图；

附图4是本发明提供的旋转送粉机构的俯视图；

附图5是本发明提供的旋转送粉机构的立体图。

图中：

焊枪本体-100 前枪体-10 后枪体-20 绝缘体-30 保护罩-40 喷嘴-50 送粉盘-60 保护气体通道-11 送粉通道-12 循环冷却水通道-13 上螺旋板-41 下螺旋板-42 护气体出口-43 螺旋保护气体通道-44 环形气流通道-45 折流腔-51 叶片-61 推力滚子轴承-62 出粉孔-63

具体实施方式：

如附图1所示，一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，包括，焊枪本体100；该焊枪本体100包括可拆卸的固定连接的前枪体10和后枪体20；前枪体10与后枪体20之间设置有绝缘体30，并可通过锁紧环进行锁紧；

前枪体10与后枪体20之间设置有相互连通的循环冷却水通道13、保护气体通道11、离子气通道以及送粉通道12；绝缘体30上开设有与保护气体通道11相对应的第一孔，与送粉通道12相对应的第二孔，供循环冷却水经过的第三孔，以及供离子气通过的中心孔；本发明仅对焊枪枪体进行具体详述，与其相配套的等离子粉末堆焊机具有连接焊枪枪体钨极的焊接单元、连接循环冷却水通道13的冷却水箱、连接送粉通道12的送粉机、连接保护气体通道11的惰性气体罐等具体结构均为本领域技术人员知晓的结构，在此不做过多赘述。

继续参阅图1-图2，在前枪体10远离后枪体20的一端通过安装环连接有喷嘴50，该喷嘴50为锥台形的铜嘴，且喷嘴50内设置有中空腔体，中空腔体内设置有与循环冷却水通道13连通的冷却管路，并且送粉通道12延伸至中空腔体内；在中空腔体内转动连接有旋转送粉机构；送粉机通过送粉通道12将合金粉末输送至旋转送粉机构内；

该旋转送粉机构包括，转动连接在中空腔体内的锥台形送粉盘60，送粉盘60与送粉通道12的输出端对应衔接，即为，送粉盘60顶部开口，送粉通道12传送的金属粉末自由掉落至送粉盘60内，该送粉通道12可对应设置有两条，防止其中一条送粉通道堵塞后未及时发现时影响送分盘60的出粉量；送粉盘60为可转动在喷嘴50的中空腔体内，从而使送粉通道12持续送粉以及送粉盘60的持续出粉相配合，提供合金粉末的供应；

在具体使送粉盘60转动在中空腔体内，采用在喷嘴50的外壁开设与中空腔体连通的环形安装孔，送粉盘60的外环与环形安装孔匹配，在环形安装孔的上部以及下部均安装有推力滚子轴承62，该推力滚子轴承62均属于微小型轴承类，送粉盘60的外环上下两端均与推力滚子轴承62固定连接，从而使送粉盘60在受到较小的推动力后即可旋转；

此外，为了使送粉盘60在旋转时进行均匀撒粉，在送粉盘60底部沿环向等距间隔设有出粉孔63；合金粉末在送粉盘60内旋转并由出粉孔63出粉，从而增合金粉末的冲击力，能够利用其冲击效果与喷嘴50的离子弧柱相接触，在具体设置出粉孔63时，可沿送粉盘60的旋转方向设置斜向出粉孔63，即为，在送粉盘60旋转时出粉量增大，在送粉盘60停止旋转时，出粉孔63接近与不出粉状态；另外，本申请实施例中，可通过在出粉孔63的一端铰接甩板，采用旋转力将甩板打开，且并在甩板与送粉盘60的铰接处设置复位扭簧，从而使在送粉盘60旋转时，进行漏粉，在送粉盘60不旋转时，停止送粉；送粉盘60不断出粉后，为了使合金粉末能够有效与离子弧进行充分接触后融化，采用在中空腔体内设置折流腔51，折流腔51底部开设有朝向离子弧的环形孔。

在上述结构中可以看出，送粉盘60为转动连接在中空腔体内，送粉盘60在受外力驱动旋转时，位于送粉盘60内的合金粉末沿出粉孔63甩出，增强合金粉末的冲击力度，与中空腔体的内壁接触后反弹至折流腔51，在折流腔51内具有朝向离子弧柱的倾斜面，未完全消抵冲击力的合金粉末沿倾斜面以及环形孔周向朝圆心部位的离子弧进出冲击，离子弧柱将合金粉末融化后向下冲击，从而在工件表面形成熔覆层，使合金粉末充分利用，均匀融化，无论从环形孔的任何方位出粉均为朝向离子弧，出粉过程流畅，降低堵塞风险。

继续参阅图3-图5，在具体采用外力驱动送粉盘60旋转，本申请实施例中，采用保护气体进行驱动；该保护气体采用氩气，保护气体在等离子粉末堆焊技术中用于覆盖在熔覆面焊层上，防止熔覆面氧化，使高温金属免受外界气体的侵害。在具体使保护气体驱动送粉盘60旋转时，在前枪体10螺纹连接有用于罩设喷嘴50的保护罩40，保护罩40的内壁与喷嘴50外壁之间相距形成螺旋保护气体通道44；后枪体20以及前枪体10的保护气体通道11与螺旋保护气体通道44连通，从而使保护气体在进入螺旋保护气体通道44后呈螺旋状流动，对送粉盘60的侧壁进行直面冲击。

在具体设置螺旋保护气体通道44时，螺旋保护气体通道44包括：设置在保护罩40与喷嘴50之间的上螺旋板41以及下螺旋板42；在保护罩40与前枪体10旋紧后，上螺旋板41与下螺旋板42均与喷嘴50的外壁紧密贴合；其中，上螺旋板41与下螺旋板42之间相距形成环形气流通道45，送粉盘60转动连接在环形气流通道45内，并且在送粉盘60的外壁周向设置有多个位于环形气流通道45内的叶片61，从而增强驱动送粉盘60的受力面。

上述结构中可以看出，在保护气体经过上螺旋板41与喷嘴50之间的上螺旋通道时，获得较大冲击力后进入环形气流通道45，在环形气流通道45内驱动送粉盘60旋转送粉，并在保护气体不断涌入后，沿下螺旋板42与喷嘴50之间的下螺旋通道进入保护气体储腔，该保护气体储腔即为保护罩40内部位于下螺旋板42部位的空间，保护罩40的底部周向设置多个与保护气体储腔连通的保护气体出口43，从而使保护气体在驱动送粉盘60旋转后继续覆盖在熔覆焊层上。

Claims (7)

1.一种合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，包括：焊枪本体；所述焊枪本体包括可拆卸的固定连接的前枪体和后枪体；其中，所述前枪体前端连接有喷嘴，且所述前枪体螺纹连接有用于罩设所述喷嘴的保护罩，所述保护罩与所述喷嘴之间相距形成螺旋保护气体通道；

所述后枪体上开设有保护气体进口，所述保护气体进口通过位于所述后枪体和所述前枪体内部的保护气体通道与所述螺旋保护气体通道连通，且所述保护罩下端周向设置有多个保护气体出口；

所述后枪体上开设有进粉孔，所述进粉孔与位于所述后枪体和所述前枪体内部的送粉通道连通；还包括转动连接在所述喷嘴的锥台部的旋转送粉机构，所述旋转送粉机构与所述送粉通道连通，且所述旋转送粉机构位于所述螺旋保护气体通道内，并由保护气体驱动旋转，且所述旋转送粉机构旋转时周向朝所述喷嘴的弧柱出粉。

2.如权利要求1所述的合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，所述螺旋保护气体通道包括：设置在所述保护罩与所述喷嘴之间的上螺旋板以及下螺旋板；其中，所述上螺旋板与所述下螺旋板之间相距形成环形气流通道，所述旋转送粉机构转动连接在所述环形气流通道内。

3.如权利要求1所述的合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，还包括有与所述螺旋保护气体通道连通的保护气体储腔，所述保护气体储腔与周向设置的多个所述保护气体出口连通。

4.如权利要求2所述的合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，所述旋转送粉机构包括：

转动连接在所述喷嘴内的锥台形的送粉盘，周向设置在所述送粉盘外壁且位于所述环形气流通道内的叶片；其中，所述送粉盘的底部周向开设有多个出粉孔；还包括有设置在所述送粉盘下方的折流腔，所述折流腔底部开设有朝向所述弧柱的环形孔。

5.如权利要求4所述的合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，所述送粉盘通过推力滚子轴承转动连接在所述喷嘴上。

6.如权利要求1-5任意一项所述的合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，所述保护气体为惰性气体。

7.如权利要求1-5任意一项所述的合金粉末充分利用的等离子粉末堆焊装置，其特征在于，所述前枪体与所述后枪体之间设置有绝缘体，所述绝缘体上开设有与所述保护气体通道相对应的第一孔，与所述送粉通道相对应的第二孔，以及供循环冷却水经过的第三孔。

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