CN111659981A - 用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用，包含有具有刀具座(7)并且用于带动缸体进行转动的车床本体、设置在刀具座(7)上并且用于在缸体上形成焊熔层的焊接机(8)，通过车床本体，实现了缸体处于转动状态，通过焊接机(8)，实现了在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层，不再通过表面镀铬的方法来实现表面防蚀，因此提高了缸体的耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种缸体熔覆层制作装置和方法及其应用，尤其是一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用。
背景技术
矿用液压支柱是当前煤矿井下广泛使用的支护部件，液压支架在采煤工作面上的使用率已超过50%。但是由于井下环境恶劣，液压支柱表面腐蚀和磨损的现象严重，导致液压支柱失效，因此用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用是一种重要的矿山装置，在现有的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用中，液压支柱是通过表面镀铬的方法来实现表面防蚀，由于镀铬层耐磨性差，其寿命仅为1.0-1.5a，镀铬层容易出现起皮与脱皮的现象，影响液压支柱的使用，同时镀铬工艺对环境污染特别严重。
基于申请人的技术交底书和背景技术中现有的技术问题、技术特征和技术效果，做出本发明的申请技术方案。
发明内容
本发明的客体是一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，
本发明的客体是一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作方法，
本发明的客体是一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法的应用。
为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用，因此提高了缸体的耐磨性能。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，包含有具有刀具座并且用于带动缸体进行转动的车床本体、设置在刀具座上并且用于在缸体上形成焊熔层的焊接机。
由于设计了车床本体和焊接机，通过车床本体，实现了缸体处于转动状态，通过焊接机，实现了在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层，不再通过表面镀铬的方法来实现表面防蚀，因此提高了缸体的耐磨性能。
本发明设计了，按照在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层的方式把车床本体和焊接机相互联接。
本发明设计了，车床本体设置为还包含有机床架、主轴箱、三爪卡盘和顶紧尾座。
本发明设计了，还包含有第一附件装置并且第一附件装置设置在车床本体上，第一附件装置设置为包含有第一托架和第二托架。
本发明设计了，还包含有第二附件装置并且第二附件装置设置在车床本体上，第二附件装置设置为弧光防护罩。
本发明设计了，在机床架上分别设置有主轴箱、顶紧尾座、第一托架、第二托架、刀具座和弧光防护罩，三爪卡盘设置在主轴箱上并且在刀具座上设置有焊接机。
本发明设计了，机床架设置为车床架并且机床架的上端端面的其中一端头设置为与主轴箱联接，机床架的上端端面的其中另一端头设置为与顶紧尾座联接并且机床架的上端端面部设置为与第一托架和第二托架滑动式联接，机床架的上端端面的其中一侧面部设置为与刀具座联接并且机床架的上端端面的其中另一侧面部设置为与弧光防护罩联接，机床架设置为通过丝杠和移动螺母与刀具座联接。
本发明设计了，主轴箱的下端端面部设置为与机床架联接并且主轴箱的输出端轴设置为与三爪卡盘联接。
本发明设计了，三爪卡盘的转动端轴设置为与主轴箱联接并且三爪卡盘的卡爪设置为与缸体联接。
本发明设计了，顶紧尾座设置为伸缩缸式车床尾座并且顶紧尾座的下端端面部设置为与机床架联接，顶紧尾座的顶针设置为与缸体联接。
本发明设计了，第一托架和第二托架设置为可调式V字托辊架并且第一托架的下端端面部和第二托架的下端端面部分别设置为与机床架接触式联接，第一托架的托辊和第二托架的托辊分别设置为与缸体联接。
本发明设计了，刀具座设置为车床刀具夹持座并且刀具座设置为通过丝杠和移动螺母分别与机床架联接，刀具座的上端端面部设置为与焊接机联接。
本发明设计了，焊接机设置为包含有弧焊电源、电极组、送丝装置、加热电源、导电块和加热电阻丝并且电极组设置为与弧焊电源的输出电源端口联接，送丝装置设置为与电极组相对应分布并且导电块和加热电阻丝分别设置为与送丝装置的电焊丝套接式联接，导电块和加热电阻丝分别加热电源的输出电源端口联接并且弧焊电源、电极组和送丝装置设置为呈氩弧焊机分布，加热电源设置为交流电源并且导电块设置为铜环，加热电阻丝设置为螺旋式电阻丝并且加热电阻丝的上端头设置为与导电块联接，电极组、送丝装置、导电块和加热电阻丝分别设置为与刀具座联接。
本发明设计了，送丝装置的电焊丝与缸体之间的角度α设置为40-60°并且加热电阻丝的下端头与缸体的外侧面部之间的距离设置为8-12cm。
本发明设计了，弧光防护罩的下端端面部设置为与机床架接触式联接并且弧光防护罩设置在三爪卡盘与顶紧尾座之间。
本发明设计了，机床架、主轴箱、三爪卡盘、顶紧尾座、第一托架、第二托架和刀具座与焊接机设置为按照形成焊熔层的方式分布并且机床架、主轴箱、三爪卡盘、顶紧尾座、第一托架、第二托架、刀具座和焊接机与弧光防护罩设置为按照隔离保护的方式分布，机床架的中心线、主轴箱的中心线、三爪卡盘的中心线、顶紧尾座的中心线、第一托架的中心线和第二托架的中心线设置在同一条直线上。
本发明设计了，一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作方法，其步骤是：由车床本体使缸体处于转动状态，由焊接机在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层。
本发明设计了，在形成环形熔覆层过程中，形成环形熔池为必须的第一步，焊接丝的填充为必须的第二步。
本发明设计了，使处于温度为200-240℃的焊接丝的填充为必须的第三步。
本发明设计了，其步骤是：把缸体的一个端头与三爪卡盘连接，把缸体的另一个端头与顶紧尾座连接，把第一托架和第二托架分别安装在缸体的下侧面部，从而把缸体安装在焊接机上，把电极组与缸体连接，把送丝装置的电焊丝安装在导电块和加热电阻丝中，使送丝装置的电焊丝与缸体之间的角度α为40-60°，加热电阻丝的下端头与缸体的外侧面部之间的距离8-12cm，使主轴箱处于转动工作状态，带动缸体进行转动，启动弧焊电源和加热电源，使送丝装置处于工作状态，由加热电阻丝对电焊丝进行加热，由电极组在缸体上产生熔池，使电焊丝在熔池中进行熔融形成环形熔覆层，通过丝杠和移动螺母，使刀具座在机床架的横向中心线进行移动，带动电极组、送丝装置、加热电源、导电块和加热电阻丝沿缸体的横向中心线进行移动，在缸体上形成环形熔覆层。
本发明设计了，电焊丝设置为按照重量比例包含有0.01-0.06的C、0.3-1.0的Mn、0.2-0.8的Cr、4.0-8.5的Ni。
本发明设计了，位于加热电阻丝中的电焊丝温度设置为200-240℃。
本发明设计了，缸体的转速设置为0-2r/min，焊枪的额定电流设置为400A，电焊丝的直径设置为 1.0mm或1.2mm，电焊丝的送丝速度 设置为0-4000mm/min。
本发明设计了，一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法在材质为碳钢、低合金钢和不锈钢的液压活塞杆的外圆堆焊焊接上应用。
本发明的技术效果在于：填充焊丝在进入熔池之前约10cm处开始，由加热电源通过导电块对其通电，依靠电阻热将焊丝加热至预定温度，与钨极成40°～60°角，从电弧后面送入熔池，这样熔敷速度可比通常所用的冷丝提高2倍，热丝焊接已成功用于碳钢、低合金钢、不锈钢、镍和钛等,对于铝和铜，由于电阻率小，要求很大的加热电流，从而造成过大的电弧磁偏吹和熔化不均匀，所以不推荐热丝焊接，热丝氩弧焊机由以下几部分组成：直流氩弧焊电源，预热焊丝的附加电源通常用交流居多，送进焊丝的送丝机构以及控制、协调这三部分之间的控制电路，焊接速度高，热输入少,焊丝经过预热，表面得以净化以及预热电流对熔池的搅拌作用，使得焊缝质量更为优良；焊丝预热的能量和焊接电弧的能量分别独立控制，在不提高热输入的条件下，提高焊接熔覆速度，焊接速度可以提高一倍以上，焊缝成型美观，焊接过程中无飞溅。焊接区相当清洁，选用合适的焊接工艺参数，可将焊缝的母材稀释率控制在较低的水平。
在本技术方案中，在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层的车床本体和焊接机为重要技术特征，在用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用的技术领域中，具有新颖性、创造性和实用性，在本技术方案中的术语都是可以用本技术领域中的专利文献进行解释和理解。
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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置的示意图，
图2为本发明的焊接机8的结构示意图，
图3为本发明的缸体熔覆层制作效果图，
图4为本发明的钢钨极氩弧时冷丝和热丝可允许的熔胡敷速度曲线图，
机床架-1、主轴箱-2、三爪卡盘-3、顶紧尾座-4、第一托架-5、第二托架-6、刀具座-7、焊接机-8、弧光防护罩-9、弧焊电源-81、电极组-82、送丝装置-83、加热电源-84、导电块-85、加热电阻丝-86。
具体实施方式
根据审查指南，对本发明所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语应当理解为不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合，另外，除非特别说明，在下 面的实施例中所采用的设备和材料均是市售可得的，如没有明确说明处理条件，请参考购 买的产品说明书或者按照本领域常规方法进。
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。
一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，图1为本发明的第一个实施例之一，结合附图具体说明本实施例，包含有机床架1、主轴箱2、三爪卡盘3、顶紧尾座4、第一托架5、第二托架6、刀具座7、焊接机8和弧光防护罩9并且在机床架1上分别设置有主轴箱2、顶紧尾座4、第一托架5、第二托架6、刀具座7和弧光防护罩9，三爪卡盘3设置在主轴箱2上并且在刀具座7上设置有焊接机8。
在本实施例中，机床架1设置为车床架并且机床架1的上端端面的其中一端头设置为与主轴箱2联接，机床架1的上端端面的其中另一端头设置为与顶紧尾座4联接并且机床架1的上端端面部设置为与第一托架5和第二托架6滑动式联接，机床架1的上端端面的其中一侧面部设置为与刀具座7联接并且机床架1的上端端面的其中另一侧面部设置为与弧光防护罩9联接，机床架1设置为通过丝杠和移动螺母与刀具座7联接。
通过机床架1，形成了对主轴箱2、顶紧尾座4、第一托架5、第二托架6、刀具座7和弧光防护罩9的支撑连接点，由机床架1，实现了与主轴箱2的连接，实现了与顶紧尾座4的连接，实现了与第一托架5的连接，实现了与第二托架6的连接，实现了与刀具座7的连接，实现了与弧光防护罩9的连接，其技术目的在于：用于作为主轴箱2、顶紧尾座4、第一托架5、第二托架6、刀具座7和弧光防护罩9的支撑载体。
在本实施例中，主轴箱2的下端端面部设置为与机床架1联接并且主轴箱2的输出端轴设置为与三爪卡盘3联接。
通过主轴箱2，形成了对机床架1和三爪卡盘3的支撑连接点，由主轴箱2，实现了与机床架1的连接，实现了与三爪卡盘3的连接，其技术目的在于：用于作为对三爪卡盘3和刀具座7输出转动动力。
在本实施例中，三爪卡盘3的转动端轴设置为与主轴箱2联接并且三爪卡盘3的卡爪设置为与缸体联接。
通过三爪卡盘3，形成了对主轴箱2的支撑连接点，由三爪卡盘3，实现了与主轴箱2的连接，其技术目的在于：用于作为对缸体的夹装部件之一。
在本实施例中，顶紧尾座4设置为伸缩缸式车床尾座并且顶紧尾座4的下端端面部设置为与机床架1联接，顶紧尾座4的顶针设置为与缸体联接。
通过顶紧尾座4，形成了对机床架1的支撑连接点，由顶紧尾座4，实现了与机床架1的连接，其技术目的在于：用于作为对缸体的夹装部件之二。
在本实施例中，第一托架5和第二托架6设置为可调式V字托辊架并且第一托架5的下端端面部和第二托架6的下端端面部分别设置为与机床架1接触式联接，第一托架5的托辊和第二托架6的托辊分别设置为与缸体联接。
通过第一托架5和第二托架6，形成了对机床架1的支撑连接点，由第一托架5和第二托架6，实现了与机床架1的连接，其技术目的在于：用于对缸体的进行托接支撑。
在本实施例中，刀具座7设置为车床刀具夹持座并且刀具座7设置为通过丝杠和移动螺母分别与机床架1联接，刀具座7的上端端面部设置为与焊接机8联接。
通过刀具座7，形成了对机床架1和焊接机8的支撑连接点，由刀具座7，实现了与机床架1的连接，实现了与焊接机8的连接，其技术目的在于：用于作为焊接机8沿机床架1进行横向移动的支撑载体。
在本实施例中，焊接机8设置为包含有弧焊电源81、电极组82、送丝装置83、加热电源84、导电块85和加热电阻丝86并且电极组82设置为与弧焊电源81的输出电源端口联接，送丝装置83设置为与电极组82相对应分布并且导电块85和加热电阻丝86分别设置为与送丝装置83的电焊丝套接式联接，导电块85和加热电阻丝86分别加热电源84的输出电源端口联接并且弧焊电源81、电极组82和送丝装置83设置为呈氩弧焊机分布，加热电源84设置为交流电源并且导电块85设置为铜环，加热电阻丝86设置为螺旋式电阻丝并且加热电阻丝86的上端头设置为与导电块85联接，电极组82、送丝装置83、导电块85和加热电阻丝86分别设置为与刀具座7联接。
通过焊接机8，形成了对刀具座7的支撑连接点，由电极组82、送丝装置83、导电块85和加热电阻丝86，实现了与刀具座7的连接，由弧焊电源81和加热电源84，实现了与外接电源的连接，其技术目的在于：用于作为熔覆的外接电源。
在本实施例中，送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α设置为40-60°并且加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离设置为8-12cm。
由送丝装置83和加热电阻丝86，实现了与缸体的限定位置处理，其技术目的在于：用于提高熔覆层的形成速度。
在本实施例中，弧光防护罩9的下端端面部设置为与机床架1接触式联接并且弧光防护罩9设置在三爪卡盘3与顶紧尾座4之间。
通过弧光防护罩9，形成了对机床架1、三爪卡盘3和顶紧尾座4的支撑连接点，由弧光防护罩9，实现了与机床架1的连接，实现了与三爪卡盘3的连接，实现了与顶紧尾座4的连接，其技术目的在于：用于对熔覆层的形成产生的弧光进行保护。
在本实施例中，机床架1、主轴箱2、三爪卡盘3、顶紧尾座4、第一托架5、第二托架6和刀具座7与焊接机8设置为按照形成焊熔层的方式分布并且机床架1、主轴箱2、三爪卡盘3、顶紧尾座4、第一托架5、第二托架6、刀具座7和焊接机8与弧光防护罩9设置为按照隔离保护的方式分布，机床架1的中心线、主轴箱2的中心线、三爪卡盘3的中心线、顶紧尾座4的中心线、第一托架5的中心线和第二托架6的中心线设置在同一条直线上。
本发明的第一个实施例之二，送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α设置为40°并且加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离设置为8cm。
本发明的第一个实施例之三，送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α设置为60°并且加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离设置为12cm。
本发明的第一个实施例之四，送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α设置为50°并且加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离设置为10cm。
本发明的第二个实施例，按照在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层的方式把车床本体和焊接机8相互联接。
在本实施例中，车床本体设置为还包含有机床架1、主轴箱2、三爪卡盘3和顶紧尾座4。
在本实施例中，还包含有第一附件装置并且第一附件装置设置在车床本体上，第一附件装置设置为包含有第一托架5和第二托架6。
在本实施例中，还包含有第二附件装置并且第二附件装置设置在车床本体上，第二附件装置设置为弧光防护罩9。
本发明的第二个实施例是以第一个实施例为基础，
下面结合实施例，对本发明进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作方法，本发明的第一个实施例之一，其步骤是：把缸体的一个端头与三爪卡盘3连接，把缸体的另一个端头与顶紧尾座4连接，把第一托架5和第二托架6分别安装在缸体的下侧面部，从而把缸体安装在焊接机8上，把电极组82与缸体连接，把送丝装置83的电焊丝安装在导电块85和加热电阻丝86中，使送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α为40-60°，加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离8-12cm，使主轴箱2处于转动工作状态，带动缸体进行转动，启动弧焊电源81和加热电源84，使送丝装置83处于工作状态，由加热电阻丝86对电焊丝进行加热，由电极组82在缸体上产生熔池，使电焊丝在熔池中进行熔融形成环形熔覆层，通过丝杠和移动螺母，使刀具座7在机床架1的横向中心线进行移动，带动电极组82、送丝装置83、加热电源84、导电块85和加热电阻丝86沿缸体的横向中心线进行移动，在缸体上形成环形熔覆层。
在本实施例中，电焊丝设置为按照重量比例包含有0.01-0.06的C、0.3-1.0的Mn、0.2-0.8的Cr、4.0-8.5的Ni。
由电焊丝保护层，实现了与缸体的焊熔处理，其技术目的在于：用于提高熔覆层的连接强度。
在本实施例中，位于加热电阻丝86中的电焊丝温度设置为200-240℃。
由加热电阻丝86，实现了与缸体的在热状态下焊熔处理，其技术目的在于：用于提高熔覆层的焊熔速度。
在本实施例中，缸体的转速设置为0-2r/min，焊枪的额定电流设置为400A，电焊丝的直径设置为 1.0mm或1.2mm，电焊丝的送丝速度 设置为0-4000mm/min。
由缸体、焊枪和电焊丝，实现了与缸体的焊熔处理，其技术目的在于：用于提高熔覆层的焊熔质量。
本发明的第一个实施例之二，其步骤是：把缸体的一个端头与三爪卡盘3连接，把缸体的另一个端头与顶紧尾座4连接，把第一托架5和第二托架6分别安装在缸体的下侧面部，从而把缸体安装在焊接机8上，把电极组82与缸体连接，把送丝装置83的电焊丝安装在导电块85和加热电阻丝86中，使送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α为40°，加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离8cm，使主轴箱2处于转动工作状态，带动缸体进行转动，启动弧焊电源81和加热电源84，使送丝装置83处于工作状态，由加热电阻丝86对电焊丝进行加热，由电极组82在缸体上产生熔池，使电焊丝在熔池中进行熔融形成环形熔覆层，通过丝杠和移动螺母，使刀具座7在机床架1的横向中心线进行移动，带动电极组82、送丝装置83、加热电源84、导电块85和加热电阻丝86沿缸体的横向中心线进行移动，在缸体上形成环形熔覆层。
在本实施例中，电焊丝设置为按照重量比例包含有0.01的C、0.3的Mn、0.2的Cr、4.0的Ni。
在本实施例中，位于加热电阻丝86中的电焊丝温度设置为200℃。
在本实施例中，缸体的转速设置为1r/min，焊枪的额定电流设置为400A，电焊丝的直径设置为 1.0mm，电焊丝的送丝速度 设置为1000mm/min。
本发明的第一个实施例之三，其步骤是：把缸体的一个端头与三爪卡盘3连接，把缸体的另一个端头与顶紧尾座4连接，把第一托架5和第二托架6分别安装在缸体的下侧面部，从而把缸体安装在焊接机8上，把电极组82与缸体连接，把送丝装置83的电焊丝安装在导电块85和加热电阻丝86中，使送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α为60°，加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离12cm，使主轴箱2处于转动工作状态，带动缸体进行转动，启动弧焊电源81和加热电源84，使送丝装置83处于工作状态，由加热电阻丝86对电焊丝进行加热，由电极组82在缸体上产生熔池，使电焊丝在熔池中进行熔融形成环形熔覆层，通过丝杠和移动螺母，使刀具座7在机床架1的横向中心线进行移动，带动电极组82、送丝装置83、加热电源84、导电块85和加热电阻丝86沿缸体的横向中心线进行移动，在缸体上形成环形熔覆层。
在本实施例中，电焊丝设置为按照重量比例包含有0.06的C、1.0的Mn、0.8的Cr、8.5的Ni。
在本实施例中，位于加热电阻丝86中的电焊丝温度设置为240℃。
在本实施例中，缸体的转速设置为2r/min，焊枪的额定电流设置为400A，电焊丝的直径设置为 1.2mm，电焊丝的送丝速度 设置为4000mm/min。
本发明的第一个实施例之四，其步骤是：把缸体的一个端头与三爪卡盘3连接，把缸体的另一个端头与顶紧尾座4连接，把第一托架5和第二托架6分别安装在缸体的下侧面部，从而把缸体安装在焊接机8上，把电极组82与缸体连接，把送丝装置83的电焊丝安装在导电块85和加热电阻丝86中，使送丝装置83的电焊丝与缸体之间的角度α为50°，加热电阻丝86的下端头与缸体的外侧面部之间的距离10cm，使主轴箱2处于转动工作状态，带动缸体进行转动，启动弧焊电源81和加热电源84，使送丝装置83处于工作状态，由加热电阻丝86对电焊丝进行加热，由电极组82在缸体上产生熔池，使电焊丝在熔池中进行熔融形成环形熔覆层，通过丝杠和移动螺母，使刀具座7在机床架1的横向中心线进行移动，带动电极组82、送丝装置83、加热电源84、导电块85和加热电阻丝86沿缸体的横向中心线进行移动，在缸体上形成环形熔覆层。
在本实施例中，电焊丝设置为按照重量比例包含有0.035的C、0.65的Mn、0.5的Cr、6.0的Ni。
在本实施例中，位于加热电阻丝86中的电焊丝温度设置为220℃。
在本实施例中，缸体的转速设置为1.5r/min，焊枪的额定电流设置为400A，电焊丝的直径设置为 1.0mm或1.2mm，电焊丝的送丝速度 设置为2000mm/min。
本发明的第二个实施例，由车床本体使缸体处于转动状态，由焊接机8在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层。
在本实施例中，在形成环形熔覆层过程中，形成环形熔池为必须的第一步，焊接丝的填充为必须的第二步。
在本实施例中，使处于温度为200-240℃的焊接丝的填充为必须的第三步。
本发明的第二个实施例是以第一个实施例为基础，
一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法在材质为碳钢、低合金钢和不锈钢的液压活塞杆的外圆堆焊焊接上应用。
钢钨极氩弧时冷丝和热丝可允许的熔胡敷速度：如图4，
采用焊接操作臂固定，卡盘夹持带动工件旋转焊接方式，适应液压活塞杆外圆堆焊焊接，适应碳钢、低合金钢、不锈钢等多种材质的焊接，搭载热丝氩弧焊焊接设备，在保证焊接质量同时能显著提高焊接效率，采用一体式设计，操作灵活、成熟可靠，三爪自定心卡盘+气动顶尖+可调式托料架设计，传动平稳、上下焊件效率高，控制系统采用大屏幕触摸屏人机界面，编程方便，焊接工艺存储量为 40 套，可根据焊件规格，按编号直接调用相应焊接工艺，标配摆动系统（OSC）弧长跟踪系统（AVC），保证焊接过程稳定、成型美观，一键式操作，自动完成整个焊接过程；也可根据需要实时手动干预，
尺寸及外观：试件加工尺寸可满足图纸要求；表面均匀，无气孔及麻点等缺陷。
熔覆层硬度：经测量，试件加工后熔覆层表面硬度HB500-HB535,满足技术要求（激光熔覆硬度HB450-HB500）
防腐蚀性能：试件按照《熔覆层耐腐蚀性检验规程》，试验72小时以上，未出现锈蚀。
经济效益分析：使用该设备，每人可同时操作2-3台，每台每天可完成熔覆约2㎡，可满足公司生产需求。目前测出的成本11.64元/dm2，低于电镀市场价格12元/dm2。具体价格测算见下表。
社会效益分析：通过检测数据，该工艺加工后产品的强度、硬度、耐腐蚀性达到标准要求。通过推广该工艺，可减少电镀造成的环境污染，降低因电镀造成的生产制约，具有良好的社会效益，可有效取代镀铬工艺，
在对本发明进行验证时，通过机床架1、主轴箱2、三爪卡盘3、顶紧尾座4、第一托架5和第二托架6，实现了对缸体的安装，通过刀具座7和焊接机8，实现了在缸体上形成环形熔覆层，通过加热电阻丝86，对电焊丝进行处于高温加热，从而提高了电焊丝在焊接状态时的流动性能，同时由于加热电阻丝86产生的电感应作用力，对熔池产生波动作用力，增加了电焊丝液体与熔池的结合力，由于电焊丝设置为包含有C、Mn、Cr和Ni，不但提高了环形熔覆层的耐磨性能，同时也改善了电焊丝液体的性能，更适合在缸体上形成环形熔覆层的液体，通过缸体的转速、焊枪的额定电流、电焊丝的直径和电焊丝的送丝速度 的设定，形成了图3的环形熔覆层的效果。
本发明具有下特点：
1、由于设计了车床本体和焊接机8，通过车床本体，实现了缸体处于转动状态，通过焊接机8，实现了在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层，不再通过表面镀铬的方法来实现表面防蚀，因此提高了缸体的耐磨性能。
2、由于设计了机床架1、主轴箱2、三爪卡盘3和顶紧尾座4，实现了车床的性能。
3、由于设计了第一托架5和第二托架6，实现超长度的缸体的熔覆加工。
4、由于设计了弧光防护罩9，实现焊接防护，
5、由于设计了对结构形状进行了数值范围的限定，使数值范围为本发明的技术方案中的技术特征，不是通过公式计算或通过有限次试验得出的技术特征，试验表明该数值范围的技术特征取得了很好的技术效果。
6、由于设计了本发明的技术特征，在技术特征的单独和相互之间的集合的作用，通过试验表明，本发明的各项性能指标为现有的各项性能指标的至少为1.7倍，通过评估具有很好的市场价值。
还有其它的与在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层的车床本体和焊接机8联接的技术特征都是本发明的实施例之一，并且以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为满足专利法、专利实施细则和审查指南的要求，不再对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合的实施例都进行描述。
上述实施例只是本发明所提供的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法及其应用的一种实现形式，根据本发明所提供的方案的其他变形，增加或者减少其中的成份或步骤，或者将本发明用于其他的与本发明接近的技术领域，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：包含有具有刀具座(7)并且用于带动缸体进行转动的车床本体、设置在刀具座(7)上并且用于在缸体上形成焊熔层的焊接机(8)。
2.根据权利要求1所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：按照在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层的方式把车床本体和焊接机(8)相互联接。
3.根据权利要求1所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：车床本体设置为还包含有机床架(1)、主轴箱(2)、三爪卡盘(3)和顶紧尾座(4)，
或，还包含有第一附件装置并且第一附件装置设置在车床本体上，第一附件装置设置为包含有第一托架(5)和第二托架(6)，
或，还包含有第二附件装置并且第二附件装置设置在车床本体上，第二附件装置设置为弧光防护罩(9)。
4.根据权利要求3所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：在机床架(1)上分别设置有主轴箱(2)、顶紧尾座(4)、第一托架(5)、第二托架(6)、刀具座(7)和弧光防护罩(9)，三爪卡盘(3)设置在主轴箱(2)上并且在刀具座(7)上设置有焊接机(8)。
5.根据权利要求4所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：焊接机(8)设置为包含有弧焊电源(81)、电极组(82)、送丝装置(83)、加热电源(84)、导电块(85)和加热电阻丝(86)并且电极组(82)设置为与弧焊电源(81)的输出电源端口联接，送丝装置(83)设置为与电极组(82)相对应分布并且导电块(85)和加热电阻丝(86)分别设置为与送丝装置(83)的电焊丝套接式联接，导电块(85)和加热电阻丝(86)分别加热电源(84)的输出电源端口联接并且弧焊电源(81)、电极组(82)和送丝装置(83)设置为呈氩弧焊机分布，加热电源(84)设置为交流电源并且导电块(85)设置为铜环，加热电阻丝(86)设置为螺旋式电阻丝并且加热电阻丝(86)的上端头设置为与导电块(85)联接，电极组(82)、送丝装置(83)、导电块(85)和加热电阻丝(86)分别设置为与刀具座(7)联接，
或，送丝装置(83)的电焊丝与缸体之间的角度α设置为40-60°并且加热电阻丝(86)的下端头与缸体的外侧面部之间的距离设置为8-12cm。
6.根据权利要求4所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：机床架(1)设置为车床架并且机床架(1)的上端端面的其中一端头设置为与主轴箱(2)联接，机床架(1)的上端端面的其中另一端头设置为与顶紧尾座(4)联接并且机床架(1)的上端端面部设置为与第一托架(5)和第二托架(6)滑动式联接，机床架(1)的上端端面的其中一侧面部设置为与刀具座(7)联接并且机床架(1)的上端端面的其中另一侧面部设置为与弧光防护罩(9)联接，机床架(1)设置为通过丝杠和移动螺母与刀具座(7)联接，
或，主轴箱(2)的下端端面部设置为与机床架(1)联接并且主轴箱(2)的输出端轴设置为与三爪卡盘(3)联接，
或，三爪卡盘(3)的转动端轴设置为与主轴箱(2)联接并且三爪卡盘(3)的卡爪设置为与缸体联接，
或，顶紧尾座(4)设置为伸缩缸式车床尾座并且顶紧尾座(4)的下端端面部设置为与机床架(1)联接，顶紧尾座(4)的顶针设置为与缸体联接，
或，第一托架(5)和第二托架(6)设置为可调式V字托辊架并且第一托架(5)的下端端面部和第二托架(6)的下端端面部分别设置为与机床架(1)接触式联接，第一托架(5)的托辊和第二托架(6)的托辊分别设置为与缸体联接，
或，刀具座(7)设置为车床刀具夹持座并且刀具座(7)设置为通过丝杠和移动螺母分别与机床架(1)联接，刀具座(7)的上端端面部设置为与焊接机(8)联接，
或，弧光防护罩(9)的下端端面部设置为与机床架(1)接触式联接并且弧光防护罩(9)设置在三爪卡盘(3)与顶紧尾座(4)之间。
7.根据权利要求 1 至 6中任一项所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置，其特征是：机床架(1)、主轴箱(2)、三爪卡盘(3)、顶紧尾座(4)、第一托架(5)、第二托架(6)和刀具座(7)与焊接机(8)设置为按照形成焊熔层的方式分布并且机床架(1)、主轴箱(2)、三爪卡盘(3)、顶紧尾座(4)、第一托架(5)、第二托架(6)、刀具座(7)和焊接机(8)与弧光防护罩(9)设置为按照隔离保护的方式分布，机床架(1)的中心线、主轴箱(2)的中心线、三爪卡盘(3)的中心线、顶紧尾座(4)的中心线、第一托架(5)的中心线和第二托架(6)的中心线设置在同一条直线上。
8.一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作方法，其特征是：其步骤是：由车床本体使缸体处于转动状态，由焊接机(8)在缸体上形成边缘部相互对接的环形熔覆层。
9.根据权利要求4所述的用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作方法，其特征是：在形成环形熔覆层过程中，形成环形熔池为必须的第一步，焊接丝的填充为必须的第二步，
或，使处于温度为200-240℃的焊接丝的填充为必须的第三步，
或，其步骤是：把缸体的一个端头与三爪卡盘(3)连接，把缸体的另一个端头与顶紧尾座(4)连接，把第一托架(5)和第二托架(6)分别安装在缸体的下侧面部，从而把缸体安装在焊接机(8)上，把电极组(82)与缸体连接，把送丝装置(83)的电焊丝安装在导电块(85)和加热电阻丝(86)中，使送丝装置(83)的电焊丝与缸体之间的角度α为40-60°，加热电阻丝(86)的下端头与缸体的外侧面部之间的距离8-12cm，使主轴箱(2)处于转动工作状态，带动缸体进行转动，启动弧焊电源(81)和加热电源(84)，使送丝装置(83)处于工作状态，由加热电阻丝(86)对电焊丝进行加热，由电极组(82)在缸体上产生熔池，使电焊丝在熔池中进行熔融形成环形熔覆层，通过丝杠和移动螺母，使刀具座(7)在机床架(1)的横向中心线进行移动，带动电极组(82)、送丝装置(83)、加热电源(84)、导电块(85)和加热电阻丝(86)沿缸体的横向中心线进行移动，在缸体上形成环形熔覆层，
或，电焊丝设置为按照重量比例包含有0.01-0.06的C、0.3-1.0的Mn、0.2-0.8的Cr、4.0-8.5的Ni，
或，位于加热电阻丝(86)中的电焊丝温度设置为200-240℃，
或，缸体的转速设置为0-2r/min，焊枪的额定电流设置为400A，电焊丝的直径设置为1.0mm或1.2mm，电焊丝的送丝速度 设置为0-4000mm/min。
10.一种用于矿用液压支柱的缸体熔覆层制作装置和方法在材质为碳钢、低合金钢和不锈钢的液压活塞杆的外圆堆焊焊接上应用。
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