CN117182310B - 一种铸件缺陷激光焊接修复装置及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸件缺陷激光焊接修复装置及修复方法，属于激光焊接修复技术领域，包括焊接台，所述焊接台的上方对称安装有立柱，两根立柱之间设置有可移动的安装座，所述安装座上安装有电动推杆，所述电动推杆的输出轴安装有安装板，所述安装板的下表面安装有激光焊接头和弯折下料管，所述安装座的一侧固定有料筒，所述料筒的底部连接有软管，所述软管的一端与弯折下料管相连通，两根立柱的顶部共同固定有顶板，所述顶板和料筒之间设置有辅助下料机构，用于控制粉末的下料进度；本发明在焊接的过程中保证粉末均匀地落在缺陷处，粉末的送料与焊接修复的开始先后进行，避免粉末的浪费，保证了焊接修复的质量。

Description

一种铸件缺陷激光焊接修复装置及修复方法

技术领域

本发明涉及激光焊接修复技术领域，具体涉及一种铸件缺陷激光焊接修复装置及修复方法。

背景技术

在铸件的铸造过程中，不可避免地会存在小气孔、微小夹渣、砂眼等铸造缺陷，并且这些铸造缺陷只有在机械加工全部完成后才会显露，特别是处在产品密封面上的缺陷，虽然尺寸小但却会对产品的密封性能造成致命影响，最终导致铸件的报废；有些铸件在使用后，受工作环境的影响，表面也会产生磨损、裂纹，目前一般采用激光焊接的方法来修复铸件的缺陷，以降低成本，来保证铸件后期的正常使用；

在焊接修复过程中，需要对缺陷处输送合适的原料粉末来达到激光熔覆修复的效果，但是目前一般是通过气流的方式将粉末送至缺陷处，例如公开的发明专利CN104439704A，这种方式虽然可以达到送粉的目的，但是由于粉末本身质量较轻，气流送粉的方式可能会导致粉末较为分散，影响激光熔覆的效果，导致修复质量不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铸件缺陷激光焊接修复装置及修复方法，解决以下技术问题：目前焊接时采用气流送粉的方式，可能会导致粉末较为分散，影响激光熔覆的效果，导致修复质量不佳。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种铸件缺陷激光焊接修复装置，包括焊接台，所述焊接台的上方对称安装有立柱，两根立柱之间设置有可移动的安装座，所述安装座上安装有电动推杆，所述电动推杆的输出轴安装有安装板，所述安装板的下表面安装有激光焊接头和弯折下料管，所述安装座的一侧固定有料筒，所述料筒的底部连接有软管，所述软管的一端与弯折下料管相连通，两根立柱的顶部共同固定有顶板，所述顶板和料筒之间设置有辅助下料机构，用于控制粉末的下料进度；

所述辅助下料机构包括固定在料筒内的横担，所述横担上活动设置有圆头杆，所述圆头杆的底部固定有封堵球，所述圆头杆上固定有两个限位块，所述限位块位于横担的下方，所述限位块上连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端连接横担，所述辅助下料机构还包括第一挡块和活动板，所述第一挡块固定在顶板的下表面，所述活动板滑动连接在顶板上，所述活动板靠近第一挡块的侧壁上固定有第二挡块；

所述顶板上开设有矩形孔，所述顶板上固定有立板，所述立板的一侧壁上固定有横杆，所述横杆上活动套装有结构相同的一个固定挡板和多个活动挡板，所述固定挡板固定在矩形孔的内壁上，所述固定挡板和活动挡板两两之间连接有第二弹簧，所述活动板的侧壁上固定有连接杆，所述连接杆与最外侧的活动挡板固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述第二挡块靠近第一挡块的一侧设置有圆角，所述第二挡块和第一挡块底部的高度相同。

作为本发明进一步的方案：所述安装座上开设有螺纹孔和通孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺杆，所述通孔内活动设置有导向杆，其中一根所述立柱上安装有电机，所述螺杆的一端转动安装在立柱上，另一端与电机的输出轴连接，所述导向杆的两端分别固定在两根立柱上。

作为本发明进一步的方案：所述活动板靠近第一挡块的侧壁上安装有开关，所述开关与电机和激光焊接头通过导线连接。

作为本发明进一步的方案：所述矩形孔的两侧壁上均开设有滑槽，所述活动板的两侧壁上均固定有滑块，所述滑块滑动连接在滑槽内。

作为本发明进一步的方案：所述活动板远离第二挡块的侧壁上对称设置有从动板，两块从动板上均开设有直槽口，两个所述直槽口之间活动设置有限位杆，所述限位杆上安装有把手，所述顶板的上表面安装有两根固定杆，且两根所述固定杆位于矩形孔的两侧，所述固定杆上沿长度方向设置有多根限位槽，所述限位槽与限位杆配合，用于固定活动板的位置。

作为本发明进一步的方案：所述固定挡板和活动挡板的最低高度要高于第一挡块的最低高度。

一种铸件缺陷激光焊接修复装置的修复方法，包括以下步骤：

S1、准备阶段：根据铸件材质选择适宜的填充材料，采用离心制粉方式制粉并加入料筒内；将铸件的缺陷处清洁干净，然后固定在焊接台上，并对铸件进行预热；对激光焊接头设定相应的焊接工艺参数；

S2、焊接阶段：利用电动推杆使激光焊接头下降接近铸件的缺陷处，料筒对缺陷处进行送粉操作，安装座的移动带动激光焊接头和料筒同步移动，在激光焊接工艺参数固定的条件下，焊接一定时间，对铸件缺陷处进行激光熔覆修复；

S3、焊后检测阶段：采用荧光探伤方法，对激光熔覆层进行检查；要求无裂纹等缺陷；

S4、最终处理阶段：对焊接进行热处理，去除补焊位置残余应力，再对补焊区域进行打磨，即完成修复。

本发明的有益效果：

本发明通过设置料筒，料筒随着安装座一同移动，在焊接时，先将粉末送入焊接处，并且采用重力下料的方式，辅助下料机构控制下料过程，使粉末均匀地落在缺陷处，避免粉末分散；

本发明通过设置圆头杆、第一弹簧、第一挡块和第二挡块等结构，第一挡块使圆头杆和封堵球下降，将料筒的底部封堵，此时停止下料，当进行激光焊接时，安装座移动，使得圆头杆脱离第一挡块，此时进行自动下料，即将焊接完成时，先停止下料，然后再停止激光焊接，避免粉末的浪费；

本发明通过设置活动板，活动板可根据缺陷的长度来改变位置，从而满足不同长度的缺陷的修复，操作简单；

本发明通过设置固定挡板和活动挡板，对于不同长度的缺陷，固定板挡板和活动挡板之间的距离改变，从而实现不同的下料方式，使粉末能充分覆盖缺陷处，保证激光焊接修复的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体的第一视角结构示意图；

图2是本发明整体的第二视角结构示意图；

图3是本发明料筒的内部结构示意图；

图4是本发明顶板的结构示意图；

图5是本发明固定挡板、活动挡板和活动板的结构示意图。

图中：1、焊接台；2、安装座；3、电动推杆；4、安装板；5、激光焊接头；6、料筒；601、横担；602、圆头杆；603、封堵球；604、限位块；605、第一弹簧；7、软管；8、弯折下料管；9、第一挡块；10、立柱；11、顶板；12、矩形孔；13、活动板；14、第二挡块；15、开关；16、电机；17、导向杆；18、螺杆；19、滑槽；20、滑块；21、固定杆；22、限位槽；23、从动板；24、直槽口；25、限位杆；26、立板；27、横杆；28、固定挡板；29、活动挡板；30、第二弹簧；31、连接杆。

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、完整的描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本发明为一种铸件缺陷激光焊接修复装置，包括焊接台1，焊接台1的上方对称安装有立柱10，两根立柱10之间设置有可移动的安装座2，安装座2上安装有电动推杆3，电动推杆3的输出轴安装有安装板4，安装板4的下表面安装有激光焊接头5和弯折下料管8，安装座2的一侧固定有料筒6，料筒6的底部连接有软管7，软管7的一端与弯折下料管8相连通，两根立柱10的顶部共同固定有顶板11，顶板11和料筒6之间设置有辅助下料机构，用于控制粉末的下料进度，辅助下料机构包括固定在料筒6内的横担601，横担601上活动设置有圆头杆602，圆头杆602的底部固定有封堵球603，圆头杆602上固定有两个限位块604，限位块604位于横担601的下方，限位块604上连接有第一弹簧605，第一弹簧605的一端连接横担601，辅助下料机构还包括第一挡块9和活动板13，第一挡块9固定在顶板11的下表面，活动板13滑动连接在顶板11上，活动板13靠近第一挡块9的侧壁上固定有第二挡块14；顶板11上固定有立板26，立板26的一侧壁上固定有横杆27，横杆27上活动套装有结构相同的一个固定挡板28和多个活动挡板29，固定挡板28固定在矩形孔12的内壁上，固定挡板28和活动挡板29两两之间连接有第二弹簧30，活动板13的侧壁上固定有连接杆31，连接杆31与最外侧的活动挡板29固定连接；准备阶段完成后，利用电动推杆3带动安装板4下降，使激光焊接头5和弯折下料管8靠近铸件，弯折下料管8的底端位于缺陷处的前方，这是因为粉末下落也需要一定的时间，然后驱动安装座2移动，初始时，第一挡块9与圆头杆602接触，使得封堵球603将料筒6的底部封堵，此时不进行下料，当安装座2带动料筒6移动时，圆头杆602脱离第一挡块9，在第一弹簧605的作用下，圆头杆602升高，封堵球603不再进行封堵，粉末会自动下落，通过弯折下料管8落在铸件的缺陷处，然后再进行激光熔覆，圆头杆602到活动板13的距离与缺陷的长度匹配，当快要焊接完成时，圆头杆602接触第二挡块14，圆头杆602逐渐下降，使封堵球603再次进行封堵，此时弯折下料管8内还残留部分粉末，保证后续的修复正常进行，当圆头杆602接触活动板13时，即代表修复完成；为了实现不同的下料方式，当缺陷的长度较短、缺陷深度较浅时，所需的粉末也较少，初始时活动板13与圆头杆602之间的距离也较短，此时固定挡板28和多个活动挡板29之间的距离较短，当圆头杆602脱离第一挡块9时，与固定挡板28和活动挡板29接触，一是为了避免圆头杆602上升距离过大而导致下料过快而使进入弯折下料管8内的粉末较多，二是使圆头杆602和封堵球603实现上下跳动，避免粉末堵塞，当铸件的缺陷长度较长时，所需的粉末也较多，初始时活动板13与圆头杆602之间的距离也较长，此时固定挡板28和多个活动挡板29之间的距离增大，当圆头杆602脱离第一挡块9时，还与固定挡板28和活动挡板29接触，但是由于固定挡板28和多个活动挡板29之间的距离增大，使得圆头杆602在经过固定挡板28和活动挡板29之间的空隙时，行程增大，此时下料较多，使进入弯折下料管8内的粉末较多，从而满足长且深的缺陷的修复，也就是说，本申请的粉末下落量可根据缺陷的不同而进行自适应的改变。

参阅图1-3，第二挡块14靠近第一挡块9的一侧设置有圆角；第二挡块14和第一挡块9底部的高度相同。

参阅图1-2，安装座2上开设有螺纹孔和通孔，螺纹孔内螺纹连接有螺杆18，通孔内活动设置有导向杆17，其中一根立柱10上安装有电机16，螺杆18的一端转动安装在立柱10上，另一端与电机16的输出轴连接，导向杆17的两端分别固定在两根立柱10上，利用电机16带动螺杆18转动，即可使安装座2沿着导向杆17移动。

参阅图2，活动板13靠近第一挡块9的侧壁上安装有开关15，开关15与电机16和激光焊接头5通过导线连接；设置有开关15，当圆头杆602接触活动板13时，将开关15按下，自动停机，避免修复过程出现偏差。

参阅图1、4，顶板11上开设有矩形孔12，矩形孔12的两侧壁上均开设有滑槽19，活动板13的两侧壁上均固定有滑块20，滑块20滑动连接在滑槽19内，活动板13的距离可以调节，这是由于不同铸件上缺陷的长度不同，使设备可应用于不同的铸件修复，适用性高。

参阅图4，活动板13远离第二挡块14的侧壁上对称设置有从动板23，两块从动板23上均开设有直槽口24，两个直槽口24之间活动设置有限位杆25，限位杆25上安装有把手，顶板11的上表面安装有两根固定杆21，且两根固定杆21位于矩形孔12的两侧，固定杆21上沿长度方向设置有多根限位槽22，限位槽22与限位杆25配合，用于固定活动板13的位置；利用限位杆25与限位槽22配合，对活动板13的位置进行固定。

参阅图5，固定挡板28和活动挡板29的最低高度要高于第一挡块9的最低高度；固定挡板28和活动挡板29的底端均设置有倒角。

请参阅图1所示，一种铸件缺陷激光焊接修复装置的修复方法，包括以下步骤：

S1、准备阶段：根据铸件材质选择适宜的填充材料，采用离心制粉方式制粉并加入料筒6内；将铸件的缺陷处清洁干净，然后固定在焊接台1上，并对铸件进行预热；对激光焊接头5设定相应的焊接工艺参数；

S2、焊接阶段：利用电动推杆3使激光焊接头5下降接近铸件的缺陷处，料筒6对缺陷处进行送粉操作，安装座2的移动带动激光焊接头5和料筒6同步移动，在激光焊接工艺参数固定的条件下，焊接一定时间，对铸件缺陷处进行激光熔覆修复；

S3、焊后检测阶段：采用荧光探伤方法，对激光熔覆层进行检查；要求无裂纹等缺陷；

S4、最终处理阶段：对焊接进行热处理，去除补焊位置残余应力，再对补焊区域进行打磨，即完成修复。

本发明的工作原理：根据铸件材质选择适宜的填充材料，采用离心制粉方式制粉并加入料筒6内，将铸件的缺陷处清洁干净，然后固定在焊接台1上，并对铸件进行预热，对激光焊接头5设定相应的焊接工艺参数，铸件缺陷的位置位于弯折下料管8末端的前方，是因为粉末下落也需要一定的时间，初始时圆头杆602与第一挡块9接触，第一弹簧605被拉伸，封堵球603将料筒6的底部堵住，粉末不会落下，然后根据缺陷的长度，先向上拉动限位杆25，使限位杆25脱离限位槽22，移动活动板13至合适的距离，放下限位杆25，使限位杆25卡入限位槽22内，即可完成对活动板13的固定此时，圆头杆602到活动板13的距离与缺陷的长度匹配；

启动电动推杆3带动安装板4下降，使激光焊接头5和弯折下料管8靠近铸件，然后启动电机16带动螺杆18转动，使安装座2移动，圆头杆602脱离第一挡块9，第一弹簧605复位，圆头杆602和封堵球603升高，粉末自动下落，随着安装座2的移动，粉末落在缺陷处，当激光焊接头5移动到缺陷处时，打开激光焊接头5，对进行激光熔覆修复，当快要焊接完成时，圆头杆602接触第二挡块14，第二挡块14和第一挡块9底部的高度相同，圆头杆602逐渐下降，使封堵球603再次进行封堵，此时弯折下料管8内还残留部分粉末继续落在缺陷处，保证后续的修复正常进行，当圆头杆602接触活动板13上的开关15时，关闭电机16与激光焊接头5，完成焊接过程；

为了实现不同的下料方式，设置有固定挡板28和活动挡板29，当活动板13的位置改变时，多个活动挡板29之间的距离也会改变，在对缺陷的长度较短、缺陷深度较浅的铸件进行修复时，所需的粉末也较少，初始时活动板13与圆头杆602之间的距离也较短，此时固定挡板28和多个活动挡板29之间的距离较短，当圆头杆602脱离第一挡块9时，与固定挡板28和活动挡板29接触，一是为了避免圆头杆602上升距离过大而导致下料过快，使进入弯折下料管8内的粉末较少，二是使圆头杆602和封堵球603实现上下跳动，避免粉末堵塞，当铸件的缺陷长度较长、深度较深时，所需的粉末也较多，初始时活动板13与圆头杆602之间的距离也较长，此时固定挡板28和多个活动挡板29之间的距离增大，当圆头杆602脱离第一挡块9时，还与固定挡板28和活动挡板29接触，但是由于固定挡板28和多个活动挡板29之间的距离增大，使得圆头杆602在经过固定挡板28和活动挡板29之间的空隙时，升高的距离增大，此时下料较多，使进入弯折下料管8内的粉末较多，从而满足长且深的缺陷的修复，也就是说，本申请的粉末下落量可根据缺陷的不同而进行自适应的改变；

焊接修复完成后进行检测，检测无误后即可进行热处理以及打磨处理，最终完成修复。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，包括焊接台（1），所述焊接台（1）的上方对称安装有立柱（10），两根立柱（10）之间设置有可移动的安装座（2），所述安装座（2）上安装有电动推杆（3），所述电动推杆（3）的输出轴安装有安装板（4），所述安装板（4）的下表面安装有激光焊接头（5）和弯折下料管（8），所述安装座（2）的一侧固定有料筒（6），所述料筒（6）的底部连接有软管（7），所述软管（7）的一端与弯折下料管（8）相连通，两根立柱（10）的顶部共同固定有顶板（11），所述顶板（11）和料筒（6）之间设置有辅助下料机构，用于控制粉末的下料进度；

所述辅助下料机构包括固定在料筒（6）内的横担（601），所述横担（601）上活动设置有圆头杆（602），所述圆头杆（602）的底部固定有封堵球（603），所述圆头杆（602）上固定有两个限位块（604），所述限位块（604）位于横担（601）的下方，所述限位块（604）上连接有第一弹簧（605），所述第一弹簧（605）的一端连接横担（601），所述辅助下料机构还包括第一挡块（9）和活动板（13），所述第一挡块（9）固定在顶板（11）的下表面，所述活动板（13）滑动连接在顶板（11）上，所述活动板（13）靠近第一挡块（9）的侧壁上固定有第二挡块（14）；

所述顶板（11）上开设有矩形孔（12），所述顶板（11）上固定有立板（26），所述立板（26）的一侧壁上固定有横杆（27），所述横杆（27）上活动套装有结构相同的一个固定挡板（28）和多个活动挡板（29），所述固定挡板（28）固定在矩形孔（12）的内壁上，所述固定挡板（28）和活动挡板（29）两两之间连接有第二弹簧（30），所述活动板（13）的侧壁上固定有连接杆（31），所述连接杆（31）与最外侧的活动挡板（29）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，所述第二挡块（14）靠近第一挡块（9）的一侧设置有圆角，所述第二挡块（14）和第一挡块（9）底部的高度相同。

3.根据权利要求1所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，所述安装座（2）上开设有螺纹孔和通孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺杆（18），所述通孔内活动设置有导向杆（17），其中一根所述立柱（10）上安装有电机（16），所述螺杆（18）的一端转动安装在立柱（10）上，另一端与电机（16）的输出轴连接，所述导向杆（17）的两端分别固定在两根立柱（10）上。

4.根据权利要求3所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，所述活动板（13）靠近第一挡块（9）的侧壁上安装有开关（15），所述开关（15）与电机（16）和激光焊接头（5）通过导线连接。

5.根据权利要求1所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，所述矩形孔（12）的两侧壁上均开设有滑槽（19），所述活动板（13）的两侧壁上均固定有滑块（20），所述滑块（20）滑动连接在滑槽（19）内。

6.根据权利要求5所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，所述活动板（13）远离第二挡块（14）的侧壁上对称设置有从动板（23），两块从动板（23）上均开设有直槽口（24），两个所述直槽口（24）之间活动设置有限位杆（25），所述限位杆（25）上安装有把手，所述顶板（11）的上表面安装有两根固定杆（21），且两根所述固定杆（21）位于矩形孔（12）的两侧，所述固定杆（21）上沿长度方向设置有多根限位槽（22），所述限位槽（22）与限位杆（25）配合，用于固定活动板（13）的位置。

7.根据权利要求1所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置，其特征在于，所述固定挡板（28）和活动挡板（29）的最低高度要高于第一挡块（9）的最低高度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种铸件缺陷激光焊接修复装置的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、准备阶段：根据铸件材质选择适宜的填充材料，采用离心制粉方式制粉并加入料筒（6）内；将铸件的缺陷处清洁干净，然后固定在焊接台（1）上，并对铸件进行预热；对激光焊接头（5）设定相应的焊接工艺参数；

S2、焊接阶段：利用电动推杆（3）使激光焊接头（5）下降接近铸件的缺陷处，料筒（6）对缺陷处进行送粉操作，安装座（2）的移动带动激光焊接头（5）和料筒（6）同步移动，在激光焊接工艺参数固定的条件下，对铸件缺陷处进行激光熔覆修复；

S3、焊后检测阶段：采用荧光探伤方法，对激光熔覆层进行检查；要求无裂纹缺陷；

S4、最终处理阶段：对焊接进行热处理，去除补焊位置残余应力，再对补焊区域进行打磨，即完成修复。