CN113102863A - 一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统及堆焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统及堆焊方法,包括电控制箱、冷水循环箱、焊机箱、旋转机床平台、焊机移动平台、送丝盘和焊接弯枪,所述焊机移动平台包括水平滑动支撑梁、滑动支撑臂和焊枪支撑座,沿旋转机床平台外侧上方水平设置水平滑动支撑梁,滑动支撑臂的滑动连接端水平垂直于水平滑动支撑梁且滑动连接在水平滑动支撑梁上表面,滑动支撑臂的自由端水平向外伸向旋转机床平台的正上方,焊枪支撑座滑动连接在滑动支撑臂上,在所述焊枪支撑座上设置有送丝机构,在所述送丝机构的送丝出口一侧的焊枪支撑座上连接所述焊接弯枪。本发明通过堆焊高耐磨性硬质合金层的方法来提高轧辊轮齿的耐磨性能,堆焊过程简单、方便、高效。
Description
技术领域
本发明涉及堆焊领域技术领域,尤其涉及一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统及堆焊方法。
背景技术
随着冶金、糖业食品、矿山、建筑、石油化工,交通运输、国防军工等工业部门向大容量、高参数、大型化的快速发展,对耐磨损,耐腐蚀和有特殊性能要求的零部件的应用越来越广泛,对其部件制造和应用修复要求越来越高,需要有相应的焊接制造技术满足生产要求。堆焊是在工件的表面或边缘进行熔敷一层耐磨、耐蚀、耐热等性能金属层的焊接工艺,堆焊对提高零件的使用寿命,合理使用材料,提高产品性能,降低成本有显著的经济效益。堆焊作为焊接领域的一个重要分支,该焊接工艺即为通过适当焊接技术将填充金属熔覆在金属材料表面或零件表面,获得特定表面性能和表面尺寸,达到延长设备或零件服役寿命的目的。堆焊方法有氧乙炔火焰堆焊、焊条手工焊堆焊、熔化极气体保护焊堆焊和埋弧焊堆焊等。现有的焊条手工电弧焊堆焊生产率低、稀释率较高,不易获得薄而均匀的堆焊层;氧乙炔火焰堆焊法生产率低,劳动强度大、只适用小部件小量堆焊;埋弧焊堆焊法不可用于多方位堆焊及颗粒状硬质合金堆焊,等离子弧堆焊设备成本高,有强烈的弧光辐射和臭氧污染。基于焊接生产成本,制造质量、生产周期和制造成本与企业的经济效益的考虑,寻求制造质量更高、生产率更高、制造成本更低的焊接新工艺及其配套设备,已成为国内外装备制造企业焊接技术进步的迫切需要。
发明内容
本发明的目的在于提一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统及堆焊方法,本发明通过堆焊高耐磨性硬质合金层的方法来提高轧辊轮齿的耐磨性能,堆焊过程简单、方便、高效。为了实现上述目的,本发明采用以下技术效果:
根据本发明的一个方面,提供了一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,包括电控制箱、冷水循环箱、焊机箱、旋转机床平台、焊机移动平台、送丝盘和焊接弯枪,所述焊机移动平台包括水平滑动支撑梁、滑动支撑臂和焊枪支撑座,沿旋转机床平台外侧上方水平设置所述水平滑动支撑梁,该水平滑动支撑梁与旋转机床平台在空间上相互平行,所述滑动支撑臂的滑动连接端水平垂直于所述水平滑动支撑梁且滑动连接在水平滑动支撑梁上表面,所述滑动支撑臂的自由端水平向外伸向旋转机床平台的正上方,所述焊枪支撑座滑动连接在所述滑动支撑臂上,在所述焊枪支撑座上设置有送丝机构,在所述送丝机构的送丝出口一侧的焊枪支撑座上连接所述焊接弯枪,所述送丝盘上的药芯焊丝穿过送丝盘连接至焊接弯枪内,所述焊枪支撑座沿所述滑动支撑臂的自由端与滑动连接端之间往返滑动,所述焊机箱的与所述焊接弯枪电气连接,所述电控制箱分别与所述冷水循环箱和焊机箱电气连接,所述冷水循环箱的出水口通过输水管与所述焊接弯枪外壁上的入水口连通,所述焊接弯枪外壁上的出水口通过回流管与所述冷水循环箱的回流口连通。
上述方案进一步优选的,在所述滑动支撑臂的表面和外侧面分别固定有滑动导轨和齿条,在所述齿条上设置有齿轮,在齿轮的外侧传动连接有伺服驱动电机,所述焊枪支撑座的底部通过滑动轴承滑动连接在滑动导轨上,所述焊枪支撑座的一端固定连在伺服驱动电机的外壳上,在所述焊枪支撑座的上表面固定有角度调节电机,该角度调节电机的输出轴一侧竖直设置有角度调节支撑板,在角度调节支撑板上设置有转动支撑板,在所述转动支撑板的顶端固定所述送丝机构,所述角度调节支撑板的上端侧面与转动支撑板的上端侧面之间通过水平设置的水平转动轴连接,所述水平转动轴与所述角度调节电机转动连接,在转动支撑板的下端表面设置有导向滑动口,所述电控制箱分别与所述角度调节电机和伺服驱动电机电气连接。
上述方案进一步优选的,所述旋转机床平台包括设置在所述滑动支撑臂正下方的底座平台以及分别固定竖直在底座平台两端上的变位机机构和变位支撑座,在变位机构与在变位支撑座上分别相对同轴设置有主动卡盘和回转顶锥头,所述变位机构与所述主动卡盘传动连接,在主动卡盘与回转顶锥头之间的轴线下方两侧分别对称设置有多对堆焊旋转支撑辊。
上述方案进一步优选的,所述焊接弯枪包括弯管本体和贯穿在弯管本体内设有用于药芯焊丝穿过的套管,在弯管本体的固定端设置有固定套座,在在弯管本体的固定端设置有可拆卸的枪嘴,在固定套座上设置伸入套管内的,在套管外壁与弯管本体之间分隔有相互贯通的上水流腔体和下水流腔体,靠近固定套座一侧的上水流腔体和下水流腔体之间相互封闭,靠近枪嘴一侧的上水流腔体和下水流腔体之间相互连通,在靠近固定套座一侧的弯管本体的上外侧壁设置有与上水流腔体连通的入水口,在靠近固定套座一侧的弯管本体的下外侧壁设置有与下水流腔体连通的出水口。
上述方案进一步优选的,所述弯管本体具有相互一体连接的第一枪本体、第二枪管本体和弧形管体,所述第一枪本体的一端与第二枪管本体的一端之间通过弧形管体过度连接,用于通过药芯焊丝的金属套管依次贯穿在所述第一枪本体、弧形管体和第二枪管本体内,在第一枪本体的固定端连接在所述固定套座内,在靠近固定套座一侧的第一枪本体的固定端上设置有用于对套管内的药芯焊丝导入电流的电极头,在所述第二枪管本体的自由端上设置所述枪嘴。
上述方案进一步优选的,所述第一枪本体通过弧形管体与第二枪管本体过度连接时的弯曲度为100-150°。
根据本发明的另一个方面,本发明利用一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统的堆焊方法,包括以下步骤:
(1)、将轧辊工件放置在堆焊旋转支撑辊上,使轧辊工件的两端分别通过变位机构上的主动卡盘与回转顶锥头进行夹紧固定,使轧辊工件在堆焊旋转支撑辊上转动过程中对轧辊工件的轮齿表面进行打磨预处理;疲劳层和裂纹进行打磨预处理;
(2)、将送丝盘上的药芯焊丝接入送丝机构,然后依次穿过弯管本体内的套管,使药芯焊丝从枪嘴穿出;调整焊接弯枪与轧辊工件的角度,通过冷水循环箱向入水口送入冷却水,冷却水流入上水流腔体内经下水流腔体循环后,从出水口流出,并保从出水口流出的水温不超过65℃;
(3)、通过启动电控制箱和焊机箱,驱动所述滑动支撑臂在水平滑动支撑梁移动,并使焊接弯枪上的药芯焊丝起弧后,所述焊接弯枪在预设的角度范围对转轴旋转的轧辊工件的轮齿表面进行堆焊焊接,实现在轮齿表面熔覆一层或多层颗粒状硬质层。
上述方案进一步优选的,对轧辊工件的轮齿表面进行堆焊焊接时采用药芯焊丝进行堆焊焊接时,保证堆焊后轮齿表面形成的合金耐磨层的化学成分中碳含量为3.0%~4.5%,铬含量≥16%,硬度为HRC52~57。
综上所述,本发明采用了上述技术方案,本发明具有以下技术效果:
本发明中的焊接是通过堆焊高耐磨性硬质合金层的方法来提高轧辊轮齿的耐磨性能,堆焊过程简单、方便、高效。焊接过程产生的冶金处理作用,有效去除轮齿中的有害物质,使得耐磨层对轧辊轮齿端面形成保护,起到耐磨作用,可有效的提高轧辊轮齿的耐磨性;本发明焊接设备、焊方法简单、方便灵活,具有自动调整焊枪角度功能;可以堆焊多种成分的合金,可多方位、多构件截面堆焊,堆焊效率高,减少了人工成本。
附图说明
图1是本发明的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统的系统结构示意图;
图2是本发明的旋转机床平台和焊机移动平台的安装结构示意图;
图3是本发明的焊接弯枪与滑动支撑臂的安装结构示意图;
图4是本发明的焊接弯枪的结构示意图;
图5是本发明的第一枪本体的截面结构示意图;
图6是本发明的冷却水在第一枪本体内的流动示意图;
图7是本发明的轧辊工件表面的轮齿堆焊效果图;
附图中,电控制箱1,冷水循环箱2,焊机箱3,旋转机床平台4,焊机移动平台5,送丝盘6,焊接弯枪7,枪嘴8,输水管20,回流管21;
水平滑动支撑梁50,滑动支撑臂51,焊枪支撑座52,滑动轴承52a,送丝机构53,角度调节电机54,角度调节支撑板55,转动支撑板56,水平转动轴57,导向滑动口58,轧辊工件100,滑动导轨510,齿条511,齿轮512,伺服驱动电机513;
底座平台400,变位机机构401,变位支撑座402,主动卡盘403,回转顶锥头404,堆焊旋转支撑辊405;
弯管本体70,药芯焊丝71,套管72,固定座73,上水流腔体74,下水流腔体75,电极头76,入水口74a,出水口75a,第一枪本体700,第二枪管本体701,弧形管体702。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举出优选实施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
结合图1和图2所示,根据本发明的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,包括电控制箱1、冷水循环箱2、焊机箱3、旋转机床平台4、焊机移动平台5、送丝盘6和焊接弯枪7,所述焊机移动平台5包括水平滑动支撑梁50、滑动支撑臂51和焊枪支撑座52,沿旋转机床平台4外侧上方水平设置所述水平滑动支撑梁50,该水平滑动支撑梁50与旋转机床平台4在空间上相互平行,所述滑动支撑臂51的滑动连接端水平垂直于所述水平滑动支撑梁50且滑动连接在水平滑动支撑梁50上表面,所述滑动支撑臂51的自由端水平向外伸向旋转机床平台4的正上方,所述焊枪支撑座52滑动连接在所述滑动支撑臂51上,在所述焊枪支撑座52上设置有送丝机构53,在所述送丝机构53的送丝出口一侧的焊枪支撑座52上连接所述焊接弯枪7,所述送丝盘6上的药芯焊丝71穿过送丝盘6连接至焊接弯枪7内,所述焊枪支撑座52沿所述滑动支撑臂51的自由端与滑动连接端之间往返滑动,所述焊机箱3的与所述焊接弯枪7电气连接,所述电控制箱1分别与所述冷水循环箱2和焊机箱3电气连接,所述冷水循环箱2的出水口通过输水管20与所述焊接弯枪7外壁上的入水口连通,所述焊接弯枪7外壁上的出水口通过回流管21与所述冷水循环箱2的回流口连通;所述电控制箱1分别为冷水循环箱2、焊机箱3、旋转机床平台4、焊机移动平台5工作提供工作电源,所述冷水循环箱2向焊接弯枪7输送冷却水经冷却后循环回收,所述焊机箱3为焊接弯枪7提供焊接电流,工作的标准电压、相、频率为:380V~415V(±10%)/3/50Hz,焊接电流为200A~1200A,所述旋转机床平台4用于支撑与夹持轧辊工件100并驱动轧辊工件100转动,进而使轧辊工件100转动过程中使用焊接弯枪7在轧辊工件的轮齿表面进行焊接,所述焊机移动平台5用于控制支撑和移动所述焊接弯枪7,使焊接弯枪7在水平滑动支撑梁50上横向移动(X轴方向移动)和在所述滑动支撑臂51上纵向移动(Y轴方向移动)。
在本方发明中,如图1、图2、图3所示,在所述滑动支撑臂51的表面和外侧面分别固定有滑动导轨510和齿条511,在所述齿条511上设置有齿轮512,在齿轮512的外侧传动连接有伺服驱动电机513,所述焊枪支撑座52的底部通过滑动轴承52a滑动连接在滑动导轨510上,所述焊枪支撑座52的一端固定连在伺服驱动电机513的外壳上,在所述焊枪支撑座52的上表面固定有角度调节电机54,该角度调节电机54的输出轴一侧竖直设置有角度调节支撑板55,在角度调节支撑板55上设置有转动支撑板56,在所述转动支撑板56的顶端固定所述送丝机构53,在所述送丝机构53的送丝出口一侧的焊枪支撑座52上连接所述焊接弯枪7,所述角度调节支撑板55的上端侧面与转动支撑板56的上端侧面之间通过水平设置的水平转动轴57连接,所述水平转动轴57与所述角度调节电机54转动连接,在转动支撑板56的下端表面设置有导向滑动口58,所述电控制箱1分别与所述角度调节电机54和伺服驱动电机513电气连接,所述伺服驱动电机513驱动齿轮512在齿条511上行走过程中,驱动所述焊枪支撑座52和滑动轴承52a在滑动导轨510上滑动,从而带动所述送丝机构53、角度调节电机54、角度调节支撑板55、转动支撑板56和焊接弯枪7一起移动,当调节焊接弯枪7与轧辊工件100的角度时,启动度调节电机54转动并驱动所述水平转动轴57一起转动,水平转动轴57水平转动固定于所述角度调节支撑板55上,此时水平转动轴57转动时带动所述转动支撑板56转动,转动支撑板56的下端沿导向滑动口58在竖直平面摆动,所述转动支撑板56的上端带动所述送丝机构53一起在竖直平面作摆动,从而通过转动支撑板56摆动过程中调节所述焊接弯枪7与所述轧辊工件100的角度。
在本发明中,如图1、图2、图3所示,所述旋转机床平台4包括设置在所述滑动支撑臂51正下方的底座平台400以及分别固定竖直在底座平台400两端上的变位机机构401和变位支撑座402,在变位机构401与在变位支撑座402上分别相对同轴设置有主动卡盘403和回转顶锥头404,变位机构401与所述主动卡盘403传动连接,所述主动卡盘40为四爪卡盘,在主动卡盘403与回转顶锥头404之间的轴线下方两侧分别对称设置有多对堆焊旋转支撑辊405。使用吊机将轧辊工件100吊至所述堆焊旋转支撑辊405上,并启动回转顶锥头404推动所述轧辊工件100一端插入至主动卡盘403内进行卡紧,从而将轧辊工件100的两侧下方在所述堆焊旋转支撑辊405上进行多点支撑,启动所述变位机构401驱动所述轧辊工件100在堆焊旋转支撑辊405上回转,使轧辊工件100处于最佳焊接位置,轧辊工件100在回转过程中,焊接弯枪7对轧辊工件100表面的轮齿进行堆焊焊接。
在本发明中,如图4、图5、图6所示,所述焊接弯枪7包括弯管本体70和贯穿在弯管本体70内设有用于药芯焊丝71穿过的套管72,在弯管本体70的固定端设置有固定套座73,弯管本体70的固定端外壁套设在所述固定套座73内,在在弯管本体70的固定端设置有可拆卸的枪嘴8,枪嘴8在导电焊接过程中其温度高达300-500℃,在高温焊接过程中会耗损枪嘴8,从而方便更换枪嘴8;在固定套座73上设置伸入套管72内的,药芯焊丝71从送丝盘6中送出后到达送丝机构53,经送丝机构53送出再次进入弯管本体70内部的套管72内,然后从枪嘴8穿出,在套管72外壁与弯管本体70之间分隔有相互贯通的上水流腔体74和下水流腔体75,靠近固定套座73一侧的上水流腔体74和下水流腔体75之间相互封闭,靠近枪嘴8一侧(弯曲过度处)的上水流腔体74和下水流腔体75之间相互连通,在靠近固定套座73一侧的弯管本体70的上外侧壁设置有与上水流腔体74连通的入水口74a,在靠近固定套座73一侧的弯管本体70的下外侧壁设置有与下水流腔体75连通的出水口75a,所述冷水循环箱2高压输出的冷却水经输水管20、入水口74a进入所述弯管本体70的上水流腔体74内,然后依次向弯管本体70的弯曲过度处一侧回流进入下水流腔体75,然后从出水口75a和回流管21回流入所述冷水循环箱2的回流口,使用冷却水对弯管本体70循环冷却,弯管本体70的枪嘴8在堆焊焊接过程中由于导热而产生热影响区域,焊接时候太热会损坏弯枪,通过循环的冷却水对所述焊接弯枪7进行冷却保护,从而提高了焊接质量,所述套管72的外壁为绝缘外壁,使套管72的外壁与内壁之间呈绝缘状态,从而可以避免上水流腔体74和下水流腔体75内的水在循环流动过程中与药芯焊丝接触。
在本发明中,如图4、图5、图6所示,所述弯管本体70具有相互一体连接的第一枪本体700、第二枪管本体701和弧形管体702,所述第一枪本体700的一端与第二枪管本体701的一端之间通过弧形管体702过度连接,用于通过药芯焊丝71的套管72依次贯穿在所述第一枪本体700、弧形管体702和第二枪管本体701内,在第一枪本体700的固定端连接在所述固定套座73内,第一枪本体700的固定端外壁套设在所述固定套座73内,在所述送丝机构53的送丝出口一侧与所述固定套座73的端部呈过度连接,固定套座73的外壁可通过连接杆与焊枪支撑座52进行连接,在靠近固定座73一侧的第一枪本体700的固定端上设置有用于对套管72内的焊丝71导入电流的电极头76,在所述第二枪管本体701的自由端上设置所述枪嘴8;所述第一枪本体700通过弧形管体702与第二枪管本体701过度连接时的弯曲度为100-150°,调节焊接弯枪7向下转动一定角度后到达轧辊工件100的轮齿表面,从而提高调节的效率;焊机箱3通过导线连接至电极头76,焊机箱3输出的焊接电流通过电极头76给药芯焊丝71导入电流,药芯焊丝71从依次套设在第一枪本体700、第二枪管本体701和弧形管体702内的套管72穿过,并从枪嘴8中穿出后,将药芯焊丝融化而完成对轧辊工件100表面的轮齿进行堆焊焊接,所述冷水循环箱2输出的冷却水经输水管20、进入所第一枪本体700上的入水口74a并流入上水流腔体74内,然后依次向第一枪本体700另一端回流进入下水流腔体75,然后从第一枪本体700的出水口75a流出至回流管21内,从而冷却散热的热水回流入所述冷水循环箱2的回流口,使用冷却水在第一枪本体700循环冷却,达到保护焊接弯枪7和药芯焊丝的目的,从而提高了连续焊接能力。
在本发明中,结合图1至图6所示,利用所述一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统的堆焊方法,包括以下步骤:
(1)、在本发明中,在滑动支撑臂51正下方设置底座平台400,底座平台400的长度8米,允许放置轧辊工件最大长度为6米,在底座平台400两端上的变位机机构401和变位支撑座402,在变位机构401与在变位支撑座402上分别相对同轴设置有主动卡盘403和回转顶锥头404,变位机构401与所述主动卡盘403传动连接,在主动卡盘403与回转顶锥头404之间的轴线下方两侧分别对称设置有多对堆焊旋转支撑辊405,将轧辊工件100吊至所述堆焊旋转支撑辊405上,并启动回转顶锥头404推动所述轧辊工件100一端插入至主动卡盘403内进行卡紧,从而将轧辊工件100的两侧下方在所述堆焊旋转支撑辊405上进行多点支撑,避免了轧辊工件100调整不方便的问题,提高了工件运行的平稳性,同时通过主动卡盘403与回转顶锥头404进行夹紧固定,启动所述变位机构401驱动所述轧辊工件100能够在堆焊旋转支撑辊405上回转,使轧辊工件100处于最佳焊接位置;在焊接过程中,先将轧辊工件放置在堆焊旋转支撑辊405上后,使轧辊工件的两端分别通过变位机构401上的主动卡盘403与回转顶锥头404进行夹紧固定,以及轧辊工件在堆焊旋转支撑辊405上转动过程中对轧辊工件的轮齿表面进行清除预处理,主要清除表面的疲劳层和裂纹;所述变位机构401内通过设置了变频减速电机进行传动所述主动卡盘403转动,卡盘转速0.5-5转/分钟,卡盘轴径Φ100-500mm;所述回转顶锥头404为螺杆为伸缩机构,螺杆为伸缩机构的前端为承载20吨的回转顶尖,堆焊旋转支撑辊405采用宽120mm直径Φ350mm的包胶辊;,。
(2)、将送丝盘6上的焊丝71接入送丝机构53,然后依次穿过弯管本体70内的套管72,使焊丝71从枪嘴8穿出;调整焊接弯枪7与轧辊工件的角度,通过冷水循环箱2向入水口74a送入冷却水,冷却水流入上水流腔体74内经下水流腔体75循环后,从出水口75a流出,并保持从出水口75a流出的水温为40-70℃,最好不超过65℃;冷却水在上水流腔体74和下水流腔体75内流动的流速为5米/分钟~8米/分钟;在本发明中,药芯焊丝71从送丝盘6中送出后经送丝机构53进入弯管本体70内部的套管72内,然后从枪嘴8穿出,在套管72外壁与弯管本体70之间分隔有相互贯通的上水流腔体74和下水流腔体75,所述冷水循环箱2高压输出的冷却水经输水管20、入水口74a进入所述弯管本体70的上水流腔体74内,然后流向弯管本体70的弯曲过度处一侧流入下水流腔体75,并回流至出水口75a和回流管21回流进入所述冷水循环箱2的回流口,使用循环冷却水对焊接弯枪7和药芯焊丝71进行冷却,套管72内的水温不超过60℃,弯管本体70的枪嘴8在堆焊焊接过程中由于导热而产生热影响区域,焊接时候太热会损坏弯枪,通过循环的冷却水将所述焊接弯枪7在焊接过程中产生的大部分热量带走,使焊接弯枪7得到了很好的冷却保护,从而提高了连续焊接能力、焊接质量和焊接效果;
(3)、通过启动电控制箱1和焊机箱3,驱动所述滑动支撑臂51在水平滑动支撑梁50移动,并使焊接弯枪7上的药芯焊丝起弧后,所述焊接弯枪7在预设的角度范围对转轴旋转的轧辊工件100的轮齿表面进行堆焊焊接,轧辊工件100在回转过程中,焊接弯枪7对轧辊工件100表面的轮齿进行堆焊焊接,实现在轮齿表面熔覆一层或多层颗粒状硬质层,完成金属轧辊工件100恢复尺寸、或赋予其耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能的表面涂层焊接作业;对轧辊工件的轮齿表面进行堆焊焊接时采用药芯焊丝进行堆焊焊接,对轮齿表面的粒状硬质层进行检测,焊接形成的硬质合金颗粒层为(Cr,Fe)7C3型碳化物,即M7C3型碳化物由Cr质子熔入(置换)不稳定化合物Fe7C3以后形成(Cr,Fe)7C3;由于Cr7C3和Fe7C3的原子排列方式接近,铬和铁原子尺寸也很近,使铬离子大量熔入Fe7C3而形成(Cr,Fe)7C3,由于Cr降低了C在铁水中的化学位,使得堆焊中药芯焊锡中大量的铬熔入(Cr,Fe)7C3成为稳定的碳化物,几乎探查不到纯Cr7C3。(Cr,Fe)7C3是大六角晶纤维杆状,从而使得硬质合金颗粒层硬度高,韧性好,抗磨耐热及抗腐蚀性能好,如图7所示,轧辊工件100表面的轮齿堆焊效果图,在堆焊后轮齿表面形成的合金耐磨层的化学成分中碳含量为3.0%~4.5%,铬含量≥16%,Mn≥1.2%,其他≥4%,硬度为HRC52~57;本发明中的焊接是通过堆焊高耐磨性硬质合金层的方法来提高轧辊轮齿的耐磨性能,堆焊过程简单、方便、高效。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,其特征在于:包括电控制箱1、冷水循环箱(2)、焊机箱(3)、旋转机床平台(4)、焊机移动平台(5)、送丝盘(6)和焊接弯枪(7),所述焊机移动平台(5)包括水平滑动支撑梁(50)、滑动支撑臂(51)和焊枪支撑座(52),沿旋转机床平台(4)外侧上方水平设置所述水平滑动支撑梁(50),该水平滑动支撑梁(50)与旋转机床平台(4)在空间上相互平行,所述滑动支撑臂(51)的滑动连接端水平垂直于所述水平滑动支撑梁(50)且滑动连接在水平滑动支撑梁(50)上表面,所述滑动支撑臂(51)的自由端水平向外伸向旋转机床平台(4)的正上方,所述焊枪支撑座(52)滑动连接在所述滑动支撑臂(51)上,在所述焊枪支撑座(52)上设置有送丝机构(53),在所述送丝机构(53)的送丝出口一侧的焊枪支撑座(52)上连接所述焊接弯枪(7),所述送丝盘(6)上的药芯焊丝(71)穿过送丝盘(6)连接至焊接弯枪(7)内,所述焊枪支撑座(52)沿所述滑动支撑臂(51)的自由端与滑动连接端之间往返滑动,所述焊机箱(3)的与所述焊接弯枪(7)电气连接,所述电控制箱(1)分别与所述冷水循环箱(2)和焊机箱(3)电气连接,所述冷水循环箱(2)的出水口通过输水管(20)与所述焊接弯枪(7)外壁上的入水口连通,所述焊接弯枪(7)外壁上的出水口通过回流管(21)与所述冷水循环箱(2)的回流口连通。
2.根据权利要求1所述的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,其特征在于:在所述滑动支撑臂(51)的表面和外侧面分别固定有滑动导轨(510)和齿条(511),在所述齿条(511)上设置有齿轮(512),在齿轮(512)的外侧传动连接有伺服驱动电机(513),所述焊枪支撑座(52)的底部通过滑动轴承滑动连接在滑动导轨(510)上,所述焊枪支撑座(52)的一端固定连在伺服驱动电机(513)的外壳上,在所述焊枪支撑座(52)的上表面固定有角度调节电机(54),该角度调节电机(54)的输出轴一侧竖直设置有角度调节支撑板(55),在角度调节支撑板(55)上设置有转动支撑板(56),在所述转动支撑板(56)的顶端固定所述送丝机构(53),所述角度调节支撑板(55)的上端侧面与转动支撑板(56)的上端侧面之间通过水平设置的水平转动轴(57)连接,所述水平转动轴(57)与所述角度调节电机(54)转动连接,在转动支撑板(56)的下端表面设置有导向滑动口(58),所述电控制箱(1)分别与所述角度调节电机(54)和伺服驱动电机(513)电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,其特征在于:所述旋转机床平台(4)包括设置在所述滑动支撑臂(51)正下方的底座平台(400)以及分别固定竖直在底座平台(400)两端上的变位机机构(401)和变位支撑座(402),在变位机构(401)与在变位支撑座(402)上分别相对同轴设置有主动卡盘(403)和回转顶锥头(404),所述变位机构(401)与所述主动卡盘(403)传动连接,在主动卡盘(403)与回转顶锥头(404)之间的轴线下方两侧分别对称设置有多对堆焊旋转支撑辊(405)。
4.根据权利要求1所述的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,其特征在于:所述焊接弯枪(7)包括弯管本体(70)和贯穿在弯管本体(70)内设有用于药芯焊丝(71)穿过的套管(72),在弯管本体(70)的固定端设置有固定套座(73),在在弯管本体(70)的固定端设置有可拆卸的枪嘴(8),在固定套座(73)上设置伸入套管(72)内的,在套管(72)外壁与弯管本体(70)之间分隔有相互贯通的上水流腔体(74)和下水流腔体(75),靠近固定套座(73)一侧的上水流腔体(74)和下水流腔体(75)之间相互封闭,靠近枪嘴(8)一侧的上水流腔体(74)和下水流腔体(75)之间相互连通,在靠近固定套座(73)一侧的弯管本体(70)的上外侧壁设置有与上水流腔体(74)连通的入水口(74a),在靠近固定套座(73)一侧的弯管本体(70)的下外侧壁设置有与下水流腔体(75)连通的出水口(75a)。
5.根据权利要求5所述的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,其特征在于:所述弯管本体(70)具有相互一体连接的第一枪本体(700)、第二枪管本体(701)和弧形管体(702),所述第一枪本体(700)的一端与第二枪管本体(701)的一端之间通过弧形管体(702)过度连接,用于通过药芯焊丝(71)的金属套管(72)依次贯穿在所述第一枪本体(700)、弧形管体(702)和第二枪管本体(701)内,在第一枪本体(700)的固定端连接在所述固定套座(73)内,在靠近固定套座(73)一侧的第一枪本体(700)的固定端上设置有用于对套管(72)内的药芯焊丝(71)导入电流的电极头(76),在所述第二枪管本体(701)的自由端上设置所述枪嘴(8)。
6.根据权利要求5所述的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统,其特征在于:所述第一枪本体(700)通过弧形管体(702)与第二枪管本体(701)过度连接时的弯曲度为100-150°。
7.一种利用权利要求1至6任一权利要求所述一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊系统的堆焊方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将轧辊工件放置在堆焊旋转支撑辊(405)上,使轧辊工件的两端分别通过变位机构(401)上的主动卡盘(403)与回转顶锥头(404)进行夹紧固定,使轧辊工件在堆焊旋转支撑辊(405)上转动过程中对轧辊工件的轮齿表面进行打磨预处理;疲劳层和裂纹进行打磨预处理;
(2)、将送丝盘(6)上的药芯焊丝(71)接入送丝机构(53),然后依次穿过弯管本体(70)内的套管(72),使药芯焊丝(71)从枪嘴(8)穿出;调整焊接弯枪(7)与轧辊工件的角度,通过冷水循环箱(2)向入水口(74a)送入冷却水,冷却水流入上水流腔体(74)内经下水流腔体(75)循环后,从出水口(75a)流出,并保从出水口(75a)流出的水温不超过65℃;
(3)、通过启动电控制箱(1)和焊机箱(3),驱动所述滑动支撑臂(51)在水平滑动支撑梁(50)移动,并使焊接弯枪(7)上的药芯焊丝起弧后,所述焊接弯枪(7)在预设的角度范围对转轴旋转的轧辊工件的轮齿表面进行堆焊焊接,实现在轮齿表面熔覆一层或多层颗粒状硬质层。
8.根据权利要求7所述的一种高效轧辊轮齿硬质合金堆焊方法,其特征在于:对轧辊工件的轮齿表面进行堆焊焊接时采用药芯焊丝(71)进行堆焊焊接时,保证堆焊后轮齿表面形成的合金耐磨层的化学成分中碳含量为3.0%~4.5%,铬含量≥16%,硬度为HRC52~57。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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