CN112719534B - 一种增材修复手持焊枪的导向定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，包括手持焊枪、行进机构、定位机构及微调机构，行进机构包括活动块及两根齿条，两根齿条相互平行且两条齿条之间的间距构成焊接槽；活动块上转动连接有齿轮，通过齿轮与齿条的啮合运动，活动块在齿条上直线运动，手持焊枪固定设置在所述活动块上；定位机构包括类齿轮、顶针及弹簧，类齿轮每行进一格顶针在弹簧的弹性作用下伸入类齿轮的齿槽中卡紧定位，类齿轮与齿轮固定在同一转轴上。本发明手持焊枪焊接时稳定性高，实现直线焊接，焊缝质量高；类齿轮单格卡紧保证每次推进的距离恒定，能够实现定点焊接，保证焊缝的宽窄统一；手持焊枪与待增材件之间的距离可调，控制焊接高度。

Description

一种增材修复手持焊枪的导向定位装置

技术领域

本发明涉及一种高能脉冲冷焊增材技术领域，尤其是涉及一种增材修复手持焊枪的导向定位装置。

背景技术

采用高能脉冲冷焊技术进行增材制造，其修补效果类似于激光焊，又称之为类激光焊或仿激光焊。该冷焊技术的具体优点如下：该技术在修复和再生制造过程中和一般的脉冲氩弧焊技术不同，高能脉冲冷焊过程的电弧是不连续的，脉冲与脉冲之间没有维弧电流，每个脉冲过程包括起弧、稳弧、收弧三个过程，且脉冲电弧时间较短，而脉冲间隔时间较长，因此，在零件进行修复或堆焊成形时，不会出现大量的热聚集现象，能够使当前点焊缝对以前的点焊缝或层焊缝的热影响较小，从而被修复零件或成形零件的热变形、热应力和晶粒组织很小。该冷焊技术能够实现对脉冲电弧的精确控制，可以精确控制点焊缝的成形，具有较高的成形精度。在堆焊成形过程中，基体基本保持室温，在多层堆焊时，能够保证焊缝起弧端和收弧端的成形质量。冲击力小，由于每个脉冲时间较短，能量集中，堆焊成形的薄壁零件几乎无变形。该冷焊技术操作简单，成本低，在常温下就可以进行对零件堆焊成形。

高能脉冲冷焊的焊枪一般需要手持进行操作，会存在很大的不稳定性。有鉴于此，有必要研制高能脉冲冷手持加紧装置，从而提高高能脉冲冷焊的稳定性与可靠性。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种焊枪导向装置”，其公告号CN206854808U，包括竖直设置的支架、导向轮和焊枪，所述导向轮和焊枪分别设置在支架左右两侧，其中导向轮通过连接杆弹性固定，且焊枪出焰口的竖直高度高于导向轮底部；焊枪外套设有第一套管，所述第一套管侧壁开有螺纹孔，螺纹孔内设有顶丝用于固定焊枪，第一套管铰接在支架上可在竖直面旋转。无法实现定位焊接。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的手持焊枪进行操作时可能存在焊缝直线度不佳导致焊偏、宽窄不均、甚至烧穿及焊缝质量差等问题，提供一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，结构简单，焊接时能够保证焊缝的直线度，类齿轮单格卡紧保证每次推进的距离恒定，能够实现定点焊接，保证焊缝的宽窄统一提高焊缝质量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，包括手持焊枪、行进机构、定位机构及微调机构，所述行进机构包括活动块及两根齿条，两根齿条相互平行且两条齿条之间的间距构成焊接槽；所述活动块上转动连接有齿轮，所述齿轮相配于所述齿条，通过齿轮与齿条的啮合运动，活动块在齿条上直线运动，所述手持焊枪固定设置在所述活动块上；所述定位机构包括类齿轮、顶针及弹簧，类齿轮每行进一格顶针在所述弹簧的弹性作用下伸入类齿轮的齿槽中卡紧定位，所述类齿轮与所述齿轮固定在同一转轴上。

两根齿条平行设置构成活动块移动时的轨道，活动块上转动连接有与齿条相匹配的齿轮，推动活动块，活动块在齿条上往复运动，通过齿轮与齿条的啮合保证了活动块运动的直线性，焊枪设置在活动块上，齿条固定于待加增材件表面，焊枪通过两根齿条之间的焊接槽对待增材件进行增材焊接；通过顶针伸入类齿轮的齿槽中对类齿轮进行卡紧定位，又因为类齿轮与齿轮固定在同一根转轴上，所以类齿轮卡紧定位时，齿轮停止运动，顶针保证类齿轮每行进一格会有卡紧定位，手推进的同时保证活动块的行进与定位，实现了定点焊接，保证了焊缝的均匀性，类齿轮实现双向定位锁死，能够双向反复使用，提高工作效率。

作为优选，所述微调机构包括上顶块、下顶块及调节螺钉，所述上顶块固定连接于两根齿条之间且上顶块与调节螺钉螺纹连接，所述下顶块与调节螺钉转动连接。调节螺钉与上顶块螺纹连接，又因为上顶块与齿条固定连接，所以转动调节螺钉时，调节螺钉相对于上顶块上下移动，下顶块与调节螺钉转动连接，因此调节螺钉上下移动时只带动下顶块上下运动而不会使下顶块转动，微调结构通过螺纹差为整体提供平整度和微调距离的功能，实现手持焊枪的钨针与待增材件之间的距离保持恒定，提高焊接质量。

作为优选，所述活动块包括用于固定手持焊枪的固定板，所述固定板上转动连接有所述转轴，所述转轴上固定连接有所述齿轮，所述齿轮位于固定板的两侧。手持焊枪固定在固定板上，固定板通过与其转动连接的齿轮在齿条上做啮合运动，保证固顶板上焊枪运动的直线性。

作为优选，所述行进机构还包括两块侧板，所述侧板设置在齿条远离焊接槽的一侧，所述侧板与所述齿条固定连接且两块侧板相互平行，侧板上设有用于限制所述转轴行进路径的线性凹槽。两块侧板与齿条固定连接，侧板上设有线性凹槽，所述转轴的两端位于凹槽内，线性凹槽限制了车轴的上下左右四个行进路径，防止固定板在行进过程中受外力发生偏移，进一步保证了焊枪运动的直线性，提高了焊接质量。

作为优选，所述固定板上设有用于安装类齿轮的凹槽及用于安装顶针的U形架，所述类齿轮固定设置在所述转轴上与齿轮同转，所述顶针包括针头及针杆，所述针头的横截面呈等腰梯形，所述针杆滑动连接于U形架内，所述弹簧套在针杆上，弹簧的一端抵接于针头，弹簧的另一端抵接于U形架；所述类齿轮的齿槽与所述针头相配。针头的横截面呈等腰梯形状，类齿轮转动，类齿轮的齿斜面挤压针头的斜面，因为针杆滑动连接于U形架内，所以针杆向远离针头的方向滑动，针头挤压弹簧，类齿轮转动一格后，针头在弹簧的弹性作用下回到原位，针头伸入下个类齿轮的齿槽中，实现卡紧定位，重复上述动作实现类齿轮每行进一格均会卡紧定位。

作为优选，所述固定板上还设有用于穿设手持焊枪的安装孔，所述安装孔的边缘处固定连接有抱箍。手持焊枪穿过安装孔后，拧紧抱箍，固定手持焊枪的位置。

作为优选，齿轮的数量为4个。保障固定板运动的平稳性。

作为优选，所述等腰梯形的针头的两斜面夹角大小大于90°。使得类齿轮转动时，顶针更易被压缩，减少顶针与类齿轮之间的磨损。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）手持焊枪焊接时稳定性高，实现直线焊接，焊缝质量高；（2）类齿轮单格卡紧保证每次推进的距离恒定，能够实现定点焊接，保证焊缝的宽窄统一提高焊缝质量；（3）能够来回往复运动，且均能卡紧定位，焊接效率高；（4）手持焊枪与待增材件之间的距离可调，控制焊接高度，提高焊接质量。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1的一种局部放大示意图；

图3是U形架的一种结构示意图；

图4是本发明俯视图的一种结构示意图。

图中：1、手持焊枪 2、类齿轮 3、齿轮 4、齿条 5、上顶板 6、下顶板 7、调节螺钉 8、侧板 9、线性凹槽 10、转轴 11、焊接槽 12、抱箍 13、U形架 14、顶针 15、针头 16、针杆 17、挡块 18、凹槽a 19、弹簧 20、钨针。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

在图1、图2、图3及图4所示的实施例1中，本发明的一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，包括手持焊枪1、行进机构、定位机构及微调机构，所述行进机构包括活动块及两根齿条4，两根齿条相互平行且两条齿条之间的间距构成焊接槽11；所述活动块上转动连接有四个齿轮3，分别位于活动块的两侧，所述齿轮相配于所述齿条，通过齿轮与齿条的啮合运动，活动块在齿条上直线运动，所述手持焊枪固定设置在所述活动块上；所述定位机构包括类齿轮2、顶针14及弹簧19，类齿轮每行进一格顶针在所述弹簧的弹性作用下伸入类齿轮的齿槽中卡紧定位，所述类齿轮与所述齿轮固定在同一转轴10上。

两根齿条平行设置，带齿的一面朝上构成活动块移动时的轨道，活动块上转动连接有与齿条相匹配的齿轮，推动活动块，活动块在齿条上往复运动，通过齿轮与齿条的啮合保证了活动块运动的直线性，焊枪设置在活动块上，齿条固定于待加增材件表面，焊枪通过两根齿条之间的焊接槽对待增材件进行增材焊接；通过顶针伸入类齿轮的齿槽中对类齿轮进行卡紧定位，又因为类齿轮与齿轮固定在同一转轴上，所以类齿轮卡紧定位时，齿轮停止运动，顶针保证类齿轮每行进一格会有卡紧定位，手推进的同时保证活动块的行进与定位，实现了定点焊接，保证了焊缝的均匀性，类齿轮实现双向定位锁死，能够双向反复使用，提高工作效率；齿轮及齿条模数为0.5，齿距为0.79mm，齿数为40，类齿轮齿数为32，即类齿轮每卡紧一格行进距离为0.98mm。

所述微调机构包括上顶块5、下顶块6及调节螺钉7，微调机构设置在两根平行齿条的两端，上顶块垂直于两根齿条，所述上顶块固定连接于两根齿条之间且上顶块与调节螺钉螺纹连接，所述下顶块与调节螺钉转动连接。

调节螺钉与上顶块螺纹连接，又因为上顶块与齿条固定连接，所以转动调节螺钉时，调节螺钉相对于上顶块上下移动，下顶块与调节螺钉转动连接，因此调节螺钉上下移动时只带动下顶块上下运动而不会使下顶块转动，微调结构通过螺纹差为整体提供平整度和微调距离的功能，实现手持焊枪的钨针20与待增材件之间的距离保持恒定，提高焊接质量。

所述活动块包括用于固定手持焊枪的固定板，所述固定板上转动连接有所述转轴，所述转轴上固定连接有所述齿轮，所述齿轮位于固定板的两侧。固定板的两侧均设有两个转轴套，转轴套内固定有转动轴承，转轴设置在转动轴承内，与固定板实现转动连接，齿轮固定在转轴的两端，转轴伸出于齿轮。

所述行进机构还包括两块侧板8，所述侧板设置在齿条远离焊接槽的一侧，所述侧板与所述齿条固定连接且两块侧板相互平行，侧板上设有用于限制所述转轴行进路径的线性凹槽9。侧板与齿条焊接，侧板、齿条及上下顶块构成横截面为U形的结构，侧板上的线性凹槽平行于齿条，侧板的底面及齿条的地面位于同一平面内。

两块侧板与齿条固定连接，侧板上设有线性凹槽，所述转轴的两端位于凹槽内，线性凹槽限制了车轴的上下左右四个行进路径，防止固定板在行进过程中受外力发生偏移，进一步保证了焊枪运动的直线性，提高了焊接质量。

所述固定板上设有用于安装类齿轮的凹槽及用于安装顶针的U形架13，所述类齿轮固定设置在所述转轴上与齿轮同转，所述顶针包括针头15及针杆16，所述针头的横截面呈等腰梯形，所述针杆滑动连接于U形架内，所述弹簧套在针杆上，弹簧的一端抵接于针头，弹簧的另一端抵接于U形架；所述类齿轮的齿槽与所述针头相配。U形架设置在固定板的一端，U形架的开口朝向固定板的凹槽开口，U形架内设有横截面为T形的凹槽a18，针杆远离针头的一端带有挡块17，所述挡块滑动连接与横截面T形的凹槽a内，挡块防止顶针脱出于U形架，针头与U形架之间的针杆部分上套有弹簧，等腰梯形的针头的两斜面夹角大小为120°。

针头的横截面呈等腰梯形状，类齿轮转动，类齿轮的齿斜面挤压针头的斜面，因为针杆滑动连接于U形架内，所以针杆向远离针头的方向滑动，针头挤压弹簧，类齿轮转动一格后，针头在弹簧的弹性作用下回到原位，针头伸入下个类齿轮的齿槽中，实现卡紧定位，重复上述动作实现类齿轮每行进一格均会卡紧定位。

所述固定板上还设有用于穿设手持焊枪的安装孔，所述安装孔的边缘处固定连接有抱箍12。抱箍的一半与固定板焊接另一半不与固定板连接。

实施例2

所述类齿轮的左半部与右半部的齿槽间的间距不同。左右移动类齿轮，改变顶针与类齿轮的接触部分，类齿轮的左半部与右半部的齿槽间的间距不同，实现了焊枪焊接点的间距不同，以达到增材厚度不同的目的。同一装置实现不同的增材效果。

将两个齿条置于待增材件的表面，通过调整调节螺钉改变手持焊枪钨针与待增材件的表面的距离，使距离保持恒定，用手推动焊枪，紧固块在齿条上做啮合运动，焊枪直线运动，转动一格后顶针卡死类齿轮，按下焊枪，焊枪工作，继续向前推动焊枪，重复上述动作，直到焊接工作完成。焊枪可来回往复工作，提高工作效率。

Claims (6)

1.一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，其特征是，包括手持焊枪、行进机构、定位机构及微调机构，所述行进机构包括活动块及两根齿条，两根齿条相互平行且两条齿条之间的间距构成焊接槽；所述活动块上转动连接有齿轮，所述齿轮相配于所述齿条，通过齿轮与齿条的啮合运动，活动块在齿条上直线运动，所述手持焊枪固定设置在所述活动块上；所述定位机构包括类齿轮、顶针及弹簧，类齿轮每行进一格顶针在所述弹簧的弹性作用下伸入类齿轮的齿槽中卡紧定位，所述类齿轮与所述齿轮固定在同一转轴上；所述活动块包括用于固定手持焊枪的固定板，所述固定板上转动连接有所述转轴，所述转轴上固定连接有所述齿轮，所述齿轮位于固定板的两侧；所述固定板上设有用于安装类齿轮的凹槽及用于安装顶针的U形架，所述类齿轮固定设置在所述转轴上与齿轮同转，所述顶针包括针头及针杆，所述针头的横截面呈等腰梯形，所述针杆滑动连接于U形架内，所述弹簧套在针杆上，弹簧的一端抵接于针头，弹簧的另一端抵接于U形架；所述类齿轮的齿槽与所述针头相配；所述类齿轮的左半部与右半部的齿槽间的间距不同，左右移动类齿轮，改变顶针与类齿轮的接触部分，类齿轮的左半部与右半部的齿槽间的间距不同，实现了焊枪焊接点的间距不同，以达到增材厚度不同的目的。

2.根据权利要求1所述的一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，其特征是，所述微调机构包括上顶块、下顶块及调节螺钉，所述上顶块固定连接于两根齿条之间且上顶块与调节螺钉螺纹连接，所述下顶块与调节螺钉转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，其特征是，所述行进机构还包括两块侧板，所述侧板设置在齿条远离焊接槽的一侧，所述侧板与所述齿条固定连接且两块侧板相互平行，侧板上设有用于限制所述转轴行进路径的线性凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，其特征是，所述固定板上还设有用于穿设手持焊枪的安装孔，所述安装孔的边缘处固定连接有抱箍。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，其特征是，齿轮的数量为4个。

6.根据权利要求1所述的一种增材修复手持焊枪的导向定位装置，其特征是，所述等腰梯形的针头的两斜面夹角大小大于90°。

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