CN117210782B - 一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺，涉及熔覆设备技术领域，其包括，热处理装置，用于对钻头进行焊前热处理，热处理的温度为350‑400℃；行吊装置，将热处理后的钻头从热处理装置内吊起，并带动钻头进行移动；定位装置，对钻头进行安装固定，所述定位装置对钻头的位置进行调整；等离子熔覆装置，使用等离子熔覆装置并加入预制的合金粉末对钻头进行等离子熔覆；保温装置，对熔覆后的钻头进行保温处理。本申请省去了人工手动对钻头进行喷涂，使得喷涂参数更加容易控制，当钻头的加热温度统一后，钻头表面的熔覆层结构也相对稳定，进而提升钻头的使用效果。

Description

一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺

技术领域

本申请涉及熔覆设备技术领域，尤其是涉及一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺。

背景技术

目前，钻头熔覆是一种在工程和制造领域中使用的技术，旨在增强钻头等工具的耐磨性和寿命。钻头通常在钻探、采矿、建筑和金属加工等任务中使用，但由于这些任务可能涉及与坚硬物质的接触，钻头的表面容易受到磨损和磨蚀。

熔覆是一种表面处理方法，它涉及在一个物体的表面上添加一层材料，以增强其性能或延长其寿命。钻头熔覆就是将一种耐磨、耐腐蚀的合金材料或涂层，熔化并附着在钻头的工作部分表面，从而形成一个坚硬、耐用的外层。这可以有效地提高钻头的耐用性，使其能够在恶劣的环境中更长时间地工作。

常见的熔覆材料包括碳化钨等坚硬合金，这些材料具有出色的耐磨性和耐腐蚀性能。通过将这些合金材料熔覆在钻头表面，可以在一定程度上保护钻头免受磨损和损坏，从而延长其使用寿命并提高工作效率。

现有的喷涂装置主要有手持喷枪、送粉器、氧气乙炔气瓶及一台零件夹持车床。

现有的熔敷工艺过程分为两步：第一步、喷涂；第二步、重熔。

熔覆过程中的“喷涂”是指将材料以粉末、丝状或线状的形式，通过喷枪或类似的装置喷射到基材表面的一种技术。用于在基材表面形成一层涂层，以改善基材的性能。

而重熔是在熔覆过程中的一个步骤，它涉及到在涂层被喷射到基材表面之后，对涂层进行二次加热，使其部分或完全熔化。

在喷涂过程中，材料(通常是粉末或丝状颗粒)首先被加热至熔点或半熔状态，然后通过喷枪的气流将其喷射到基材表面。喷涂的材料在与基材接触后迅速冷却固化，形成一个涂层。在第一步中，将零件(如钻头)固定，先用喷涂枪进行预热(不送粉)，预热到100℃进行喷涂，喷涂时工人手持喷枪，送粉量按照送粉器预设参数进行喷涂，喷涂过程中根据钻头表面状态对喷涂距离、气体流量及喷涂时间进行人为调整。

针对上述中的相关技术，发明人认为对于大型钻头，手动喷涂时各个喷涂参数相对难以控制，若钻头的加热温度不统一，则会导致钻头的熔覆层结构不稳定，进而影响钻头的正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺，它解决了对于大型钻头，各个喷涂参数则相对更加难以控制，若参数分配不合理便会导致各个喷涂部位喷涂厚度不同，进而影响钻头正常使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺，包括，热处理装置，用于对钻头进行焊前热处理，热处理的温度为350-400℃；行吊装置，将热处理后的钻头从热处理装置内吊起，并带动钻头进行移动；定位装置，对钻头进行安装固定，所述定位装置对钻头的位置进行调整；等离子熔覆装置，使用等离子熔覆装置并加入预制的合金粉末对钻头进行等离子熔覆；保温装置，对熔覆后的钻头进行保温处理。

通过上述技术方案，使用热处理装置对钻头整体进行热处理，热处理后的钻头通过行吊装置移动至定位装置，定位装置对钻头进行固定后，等离子熔覆装置对钻头进行熔覆，在等离子熔覆装置对钻头进行熔覆前，将钻头的熔覆的工艺参数输入等离子熔覆装置内。待钻头熔覆完成后，使用行吊装置将钻头从定位装置上转移到保温装置，使得熔覆后的钻头能够在保温装置内缓慢的进行降温。进而省去了人工手动对钻头进行喷涂，使得喷涂参数更加容易控制，当钻头的加热温度统一后，钻头表面的熔覆层结构也相对稳定，进而提升钻头的使用效果。

进一步的，所述热处理装置包括处理箱，所述处理箱内形成有第一沙子填充腔，所述处理箱的外部设置有加热器，所述加热器上设置有加热棒，所述加热棒伸入到所述第一沙子填充腔内。

通过上述技术方案，在处理箱的第一沙子填充腔内倒入沙子，然后加热器通过加热棒对处理箱内的沙子进行加热，沙子加热到符合钻头热处理的温度时，将钻头埋在沙子内，使得沙子能够对钻头进行充分加热。

进一步的，所述处理箱内设置输送带，所述输送带竖直转动在所述处理箱内，且所述输送带上设置有挖斗，所述挖斗在所述输送带上间隔设置有若干个。

通过上述技术方案，输送带带动挖斗在处理箱内移动，随着挖斗的移动，一方面，能够将底部的高温沙子运送到上部，其实，随着沙子在处理箱内的移动，使得沙子在对钻头进行热处理时，能够同时对钻头进行打磨抛光处理。

进一步的，所述加热器上设置有送风机，所述送风机上设置有导管，所述导管的一端与所述送风机连接，另一端伸入到所述处理箱内。

通过上述技术方案，送风机将加热器产生的热气通过导管吹向钻头，从而使得钻头热处理过程中表面粘附的沙子被吹下，从而提升沙子表面的光洁度。

进一步的，所述处理箱上设置有吊环，且所述处理箱的底部开设有换沙口，所述处理箱上设置有挡板，所述挡板插设在所述换沙口出。

通过上述技术方案，行吊装置通过吊环将处理箱吊起，然后将挡板从换沙口上取出，进而使得处理箱内的沙子进行更换的便捷性得以提升。

进一步的，所述行吊装置包括支架，所述支架上设置有第一滑车，所述第一滑车在所述支架上间隔设置有两个，两个所述第一滑车之间设置有支撑梁，所述支撑梁安装在两侧的所述第一滑车上，且所述支撑梁上设置有第二滑车，所述第二滑车的一侧设置有驱动电机，所述驱动电机上设置有挂钩，所述挂钩挂设在所述第二滑车上，且所述驱动电机上还设置有链条与吊钩，所述链条的一端收卷在所述驱动电机上，所述链条的另一端与所述吊钩连接。

通过上述技术方案，第一滑车带动支撑梁在支架上滑移，第二滑车带动驱动电机在支撑梁上滑移，驱动电机通过链条带动吊钩进行移动，使得吊钩吊装的便捷性得以提升。

进一步的，所述定位装置包括变位机，所述变位机上设置有三爪卡盘。

通过上述技术方案，变位机上的三抓卡盘将钻头夹紧，进而使得钻头在进行熔覆时的稳定性得以提升。

进一步的，所述等离子熔覆装置包括焊机与机械臂，所述机械臂安装在所述变位机的一侧，且所述焊机上设置有焊枪，所述焊枪安装在所述机械臂上；且所述变位机的一侧设置有送粉器，所述送粉器对所述焊枪进行送粉。

通过上述技术方案，送粉器向焊枪输送合金粉末，焊机通过焊枪对钻头进行熔覆，熔覆的过程中，机械臂对焊枪进行移动，从而省去了工作人员手动对钻头进行熔覆，使得熔覆的效果得以提升。

进一步的，所述保温装置包括保温箱，所述保温箱安装在所述处理箱的一侧，且所述保温箱内形成有第二沙子填充腔，所述第二沙子填充腔朝向所述保温箱的上侧呈敞开设置。

通过上述技术方案，处理箱内的沙子需要更换时，行吊装置将处理箱吊起，然后将处理箱移动到保温箱的第二沙子填充腔上方，之后将处理箱内的沙子倒入第二沙子填充腔内。

第二方面，本公开提供一种适用于钻头的等离子熔覆工艺，其采用如上所述的一种适用于钻头的等离子熔覆设备，包括以下步骤：

S1：使用推车将钻头运输到热处理装置的一侧，然后使用行吊装置将钻头吊起，之后将钻头放入到热处理装置中，热处理装置对钻头进行热处理，而热处理的温度为350-400℃；在热处理装置进行热处理的过程中，同时对钻头进行打磨抛光；

S2：钻头热处理完成后，行吊装置将钻头从热处理装置内吊起，然后行吊装置将钻头移动到定位装置上，之后定位装置对钻头进行固定；

S3：使用等离子熔覆装置并加入预制的合金粉末对钻头进行等离子熔覆，其中等离子熔覆的工艺参数为：

焊机功率：5-6KW；

堆焊速度：15-20mm/s；

光斑直径：3-5mm；

送粉率：50-60g/min；

氩气流量:15-20L/min；

搭接率：40％-60％；

熔覆层厚度：0.15-0.3mm；

S4：使用行吊装置将钻头从定位装置上取下，然后行吊装置将钻头移动到保温装置，使得保温装置对熔覆后的钻头进行保温

S5：待钻头在保温装置内冷却至80-100℃时，使用行吊装置将钻头从保温装置内取出，取出后的钻头通过推车进行转运。

综上所述，本申请包括以下至少一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺有益技术效果：

将钻头整体进行热处理，热处理后的钻头通过行吊装置移动至定位装置，定位装置对钻头进行固定后，等离子熔覆装置对钻头进行熔覆，熔覆的过程中，对等离子熔覆装置的参数进行调控，待钻头熔覆完成后，使用行吊装置将钻头从定位装置上转移到保温装置，使得熔覆后的钻头能够在保温装置内缓慢的进行降温，进而使得对钻头进行熔覆时，各个喷涂参数能够得到控制，使得钻头各个熔覆部位的熔覆厚度统一，进而提升钻头的使用效果。

附图说明

图1是本申请主要体现熔覆设备结构示意图；

图2是本申请主要体现支架结构示意图；

图3是本申请主要体现第一滑车与第二滑车结构示意图；

图4是本申请主要体现吊钩结构示意图；

图5是本申请主要体现处理箱结构示意图；

图6是本申请主要体现处理箱后侧结构示意图；

图7是本申请主要体现处理箱内部爆炸示意图；

图8是本申请主要体现变位机与机械臂结构示意图；

图9是本申请主要体现防护罩结构示意图；

图10是申请主要体现熔覆方法模块框图；

图11是本申请主要体现熔覆方法程序框图。

附图标记：1、支架；11、立杆；12、滑杆；13、连接杆；14、滑轨；15、支撑梁；16、防护罩；

2、热处理装置；21、处理箱；22、第一沙子填充腔；23、加热器；231、加热棒；24、输送带；241、输送电机；242、挖斗；25、送风机；251、导管；26、换沙口；261、挡板；27、吊环；

3、行吊装置；31、第一滑车；311、滑壳；312、转轴；3121、滚轮；3122、从动齿轮；313、第一转动电机；3131、主动齿轴；33、第二滑车；331、安装架；3311、吊杆；332、第二转动电机；333、导向轮；334、驱动电机；3341、挂钩；3342、链条；3343、吊钩；3344、减震弹簧；

4、定位装置；41、变位机；42、三爪卡盘；

5、等离子熔覆装置；51、焊机；52、机械臂；53、送粉器；

6、保温装置；61、保温箱；62、第二沙子填充腔。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

以下结合附图1-11对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺。

参照图1，一种适用于钻头的等离子熔覆设备及其熔覆工艺，包括热处理装置2、行吊装置3、定位装置4、等离子熔覆装置5以及保温装置6，使用时，行吊装置3将钻头吊起后进行移动，行吊装置3依次将钻头向热处理装置2、定位装置4、等离子熔覆装置5以及保温装置6进行移动。热处理装置2对钻头进行热处理的同时对钻头进行打磨抛光，定位装置4对打磨抛光后的钻头进行定位，定位完成后，等离子熔覆装置5对钻头进行熔覆作业。钻头熔覆完成后，行吊装置3将钻头移动至保温装置6。

参照图2-图4，行吊装置3包括支架1，支架1由四根立杆11组成，使用时，将四根立杆11呈正方形竖直安装在地面上，且四根立杆11分别位于正方形的四个拐角处。

四个立杆11的顶部设置有滑杆12与连接杆13，滑杆12与连接杆13各相对设置有两个，两个滑杆12水平方向的两端分别安装在两个立杆11的顶部，两个连接杆13水平方向的两端分别安装在两个滑杆12长度方向两侧。

行吊装置3还包括第一滑车31，第一滑车31在两个滑杆12上各间隔设置有一个，且两个第一滑车31呈相对设置，两个第一滑车31之间设置有支撑梁15，支撑梁15的两端分别安装在两个第一滑车31上，且支撑梁15的长度方向与滑杆12的长度方向垂直。使用时，第一滑车31带动支撑梁15沿滑杆12的长度方向进行滑移。

为了提升第一滑车31在滑杆12上滑移的便捷性，因此滑杆12上设置有滑轨14，滑轨14整体呈长条状，且滑轨14的长度方向与滑杆12的长度方向相同。第一滑车31包括滑壳311，滑壳311内设置有转轴312与滚轮3121，转轴312与滚轮3121在滑壳311内间隔设置有两组，两组滚轮3121均沿着滑轨14的长度方向进行滚动。此外，滑壳311上设置有第一转动电机313，第一转动电机313安装在滑壳311上，且第一转动电机313的输出轴上安装有主动齿轴3131，而两个相对设置的转轴312上均安装有从动齿轮3122，主动齿轴3131与两个从动齿轮3122的外侧套设有传动皮带。使用时，第一转动电机313带动主动齿轴3131进行转动，此时，主动齿轴3131通过传动皮带带动两个从动齿轮3122进行转动，进而使得支撑梁15能够沿滑杆12的长度方向进行滑移。

支撑梁15上形成有滑槽，且支撑梁15上设置有第二滑车33，第二滑车33包括安装架331，安装架331上设置有第二转动电机332，第二转动电机332安装在安装架331上，且第二转动电机332的输出轴上设置有导向轮333，导向轮333滚动在支撑梁15的滑槽内。使用时，第二转动电机332带动导向轮333进行转动，进而使得第二滑车33沿支撑梁15的长度方向进行滑移。

进一步的，安装架331上设置有吊杆3311，吊杆3311水平安装在安装杆上。且安装架331的一侧设置有驱动电机334，驱动电机334上设置有挂钩3341，使用时，驱动电机334通过挂钩3341挂设在安装架331的吊杆3311上。此外，驱动电机334相对于挂钩3341的另一侧设置有链条3342与吊钩3343，链条3342的一端收卷在驱动电机334上，且链条3342的另一端与吊钩3343连接。使用时，吊钩3343通过驱动电机334的正转与反转实现上下移动。

此外，链条3342靠近吊钩3343的一侧设置有减震弹簧3344，减震弹簧3344套设在链条3342上，使得时，当驱动电机334带动吊钩3343进行收卷时，吊钩3343向靠近驱动电机334的一侧移动，随着吊钩3343的移动，减震弹簧3344发生压缩，进而防止吊钩3343将物体吊起时，物体撞击在驱动电机334上。使用时，随着第一转动电机313、第二转动电机332以及驱动电机334使得吊钩3343能够在支架1上进行XYZ三个方向上进行移动，使得吊钩3343对物体移动的便捷性得以提升。

参照图5-图7，进一步的，热处理装置2包括处理箱21，处理箱21整体呈空心的长方体，且处理箱21竖直摆放在地面上。处理箱21内形成有第一沙子填充腔22，且第一沙子填充腔22位于处理箱21顶部的一侧呈敞开设置。

此外，处理箱21的外侧设置有加热器23，加热器23安装在处理箱21上，且加热器23上设置有加热棒231，加热板的一侧与加热器23连接，另一端穿过处理箱21并向第一沙子填充腔22内延伸。使用时，加热器23通过加热棒231对处理箱21内的沙子进行加热。使用时，通过沙子加热到350-400℃，优选地将沙子加热到350℃，经过加热后的钻头能够提升钻头的熔覆效果。

在使用时，由于加热棒231是在沙子的底部进行加热的，若长时间对沙子的底部进行加热，则会导致沙子底部与顶部的温度形成温度差，进而导致钻头加热不均匀，影响钻头的熔覆效果。为了使钻头能够加热的更加均匀。因此，处理箱21内设置有输送带24，输送带24在处理箱21内间隔设置有两个，两个输送带24在处理箱21内间隔设置有两个，由于处理箱21内的温度较高，因此输送带24有若干个金属板链接而成，进而使得输送带24的使用寿命得以提升。

输送带24整体呈竖直设置，且处理箱21上设置有输送电机241，使用时输送电机241驱动输送带24在处理箱21内移动。

此外，输送带24上设置有挖斗242，挖斗242在输送带24上均匀间隔设置有若干个，使得时，随着输送带24的转动，输送带24上的挖斗242将处理箱21底部的沙子向顶部进行翻动。

当钻头从两个输送带24之间放入处理箱21内，此时沙子在输送带24挖斗242的作用下，将砂子洒向钻头，随着沙子与钻头的接触，进而使得钻头在加热的同时也能够进行抛光。大大提升了钻头熔覆的便捷性。

使用沙子在对钻头进行加热的过程中，部分沙子会附着在钻头的表面，然而钻头的熔覆对钻头表面的光洁度具有较高的要求，因此需要将钻头表面的沙子进行清洁。设计人员改进后，处理箱21的加热器23上设置有送风机25，而送风机25上安装有导管251，导管251的一端与送风机25连接，另一端穿过处理箱21并向第一沙子填充区的一侧延伸，当钻头通过行吊装置3吊起时，送风机25将加热器23产生的热器通过导管251吹响处理箱21内，当钻头在行吊装置3的作用下升起时，导管251将热气吹向钻头，进而将钻头表面的沙子吹离，防止钻头在进行熔覆时，沙子影响钻头的熔覆效果。

随着沙子对钻头的打磨抛光，沙子表面的粗糙度不能满足钻头表面的打磨抛光，因此需要定期对沙子进行更换。为了提升沙子更换的便捷性，因此，处理箱21的底部开设有换沙口26，且处理箱21靠近换沙口26的一侧设置有挡板261，挡板261对换沙口26进行封闭。

为了提升处理箱21内沙子更换的便捷性，因此，处理箱21顶部设置有吊环27，吊环27在处理箱21的顶部间隔设置有四个。使用时，将四个吊环27通过锁链连接在吊钩3343上，然后驱动电机334驱动链条3342与吊钩3343将处理箱21吊起，当处理箱21被吊起后，工作人员拉开处理箱21底部的挡板261，进而使得处理箱21内的沙子通过换沙口26流出处理箱21。

钻头在进行熔覆后，表面温度会达到150-250℃，如果熔覆够周围温度过低，会加速钻头的冷却，此过程钻头极易出现收缩裂纹。因此，为了防止钻头熔覆后快速降温。因此，保温装置6包括保温箱61，保温箱61内形成有第二沙子填充腔62，第二沙子填充腔62位于保温箱61的上侧呈敞开设置。当钻头熔覆完成后，吊钩3343将熔覆完成的钻头放置在保温箱61内，然后吊钩3343将处理箱21吊起，处理箱21在第一转动电机313与第二转动电机332的带动下，处理箱21移动至保温箱61的上方，然后操作人员再将挡板261从处理箱21上取下，进而使得处理箱21内需要更换的沙子还能重复利用对钻头进行保温，从而减缓钻头的冷却速率。

参照图8，在对钻头进行熔覆时，为了提升钻头的稳定性，因此定位装置4包括变位机41与三爪卡盘42，三爪卡盘42安装在变位机41上，使用时将钻头安装在三爪卡盘42上。

现有技术中，变位机41主要起到控制熔覆运动的作用，具体来说，变位机41在钻头熔覆过程中的作用包括：

控制熔覆轨迹：变位机41可以通过凸轮和随动件的设计，精确地控制熔覆头的运动轨迹。这是关键的，因为熔覆的位置和路径需要与工件的需要相匹配，确保涂层被正确地应用在受损或需要涂覆的区域上。

调整熔覆速度：通过调整变位机41的运动速度，可以控制熔覆头的移动速度。这在涂层的质量和均匀性方面非常重要。不同的材料和工艺可能需要不同的熔覆速度，因此变位机41可以帮助实现所需的速度控制。

实现复杂涂覆形状：有些应用需要在工件表面上实现复杂的涂覆形状，如曲线、凹陷等。变位机41的设计可以使熔覆头在三维空间中进行精确的运动，从而实现这些复杂的形状。

提高涂层均匀性：通过控制变位机41的运动，可以确保熔覆头均匀地涂覆在整个目标区域上，避免涂层不均匀或重叠的问题。

本申请直接使用现有技术中的变位机41，使得钻头在熔覆过程中的稳定性得以提升。

进一步的，等离子熔覆装置5包括焊机51与机械臂52，机械臂52安装在变位机41的一侧，且焊机51上安装有焊枪，焊枪安装在机械臂52上。使用时，机械臂52带动焊枪进行移动。进一步的，变位机41的一侧设置有送粉器53，现有技术中，送粉器53是一个用于将熔覆材料粉末输送到熔覆区域的装置。在钻头熔覆过程中，熔覆材料通常以粉末形式供应，这些粉末将在熔化后喷射到工件表面，形成涂层。本申请直接将引用现有技术中的送粉器53引用到本申请中，使得焊枪在对钻头进行熔覆的过程中，钻头熔覆的效果得以提升。

本申请使用焊机51实现等离子熔覆，相比于现有技术中的氧乙炔喷焊，如下为等离子熔覆与氧乙炔喷焊的工艺对比：

参照图9，进一步的，为了减小外部环境对钻头熔覆的影响，因此，支架1的外部罩设有防护罩16，当需要对钻头进行熔覆时，工作人员进入到防护罩16内，一方面能够减小外部环境对钻头熔覆的影响。此外，防护罩16内的空气流动减少，进而使得钻头在进行熔覆过程中对合金粉末的利用率得到大大提升。

本发明还涉及一种适用于钻头的等离子熔覆工艺，其采用的技术方案包括如下步骤：

S1：使用推车将钻头运输到热处理装置2的一侧，然后使用行吊装置3将钻头吊起，随着钻头被吊起，行吊装置3将钻头放入到热处理装置2中，热处理装置2对钻头进行热处理，而热处理的温度为350-400℃，优选地将钻头的温度加热到350℃。此外，随着钻头的加热，输送带24通过挖斗242不断的将沙子撒在钻头的表面，进而使得钻头在进行热处理的过程中，同时也能够进行打磨抛光。

S2：钻头热处理完成后，行吊装置3将钻头从热处理装置2内吊起，然后行吊装置3将钻头移动到定位装置4上，之后定位装置4对钻头进行固定。

S3：使用等离子熔覆装置5并加入预制的合金粉末对钻头进行等离子熔覆，其中等离子熔覆的工艺参数为：

焊机51功率：5-6KW；

堆焊速度：15-20mm/s；

光斑直径：3-5mm；

送粉率：50-60g/min；

氩气流量:15-20L/min；

搭接率：40％-60％；

熔覆层厚度：0.15-0.3mm。

优选地，焊机51功率为6KW；堆焊速度为20mm/s；光斑直径为4mm；送粉率为60g/min；氩气流量为15L/min；搭接率为50％；熔覆层厚度为0.2mm。

S4：使用行吊装置3将钻头从定位装置4上取下，然后行吊装置3将钻头移动到保温装置6，使得保温装置6对熔覆后的钻头进行保温。

S5：待钻头在保温装置6内冷却至80-100℃时，使用行吊装置3将钻头从保温装置6内取出，取出后的钻头通过推车进行转运。

在步骤S1中，行吊装置3将钻头从处理箱21内吊起，随着钻头被吊起，钻头表面的沙子掉落在处理箱21内，而少部分沙子附着在钻头上，随着钻头在行吊装置3的作用下升起时，送风机25通过导管251将加热器23产生的温度吹入处理箱21，进而使得钻头表面的沙子被去除。

在步骤S3中，氩气是一种惰性气体，不易与大多数金属发生化学反应。在熔覆过程中，金属正在被加热到高温，并处于高温下容易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，从而导致氧化、质量下降甚至可能产生缺陷。通入氩气可以创建一个惰性气氛，防止氧气接触到熔融金属，从而有效保护熔覆层的质量。

熔覆过程中，如果金属中存在气体或杂质，这些气体和杂质可能会在熔融状态下聚集形成气孔或夹杂物。通入氩气可以帮助将这些气体和杂质排出，从而减少熔覆层中的气孔和夹杂物，提高熔覆层的密实性和质量。

步骤S4中，行吊装置3先将钻头从定位装置4的变位机41上移动到保温箱61的第二沙子填充腔62内，此时保温箱61的第二沙子填充腔62内还未放置填充物。

当行吊装置3将钻头放置在保温箱61内后，行吊装置3将处理箱21吊起，此时，行吊装置3将处理箱21移动到保温箱61的上侧，然后将处理箱21底部的挡板261抽离，进而使得处理箱21内的沙子落在保温箱61的第二沙子填充腔62内。通过沙子对熔覆完成的钻头进行保温，能够减缓钻头的冷却，进而防止钻头出现收缩裂纹。

在步骤5中，操作人员使用温度计测量对保温箱61内的温度进行测量，当钻头在保温箱61内的温度冷却至80-100℃时，为了提升钻头的结构强度，钻头在保温箱61内冷却至80℃时即可将钻头从保温箱61内取出。

参照图10，本发明还涉及一种适用于钻头的等离子熔覆模块，包括控制单元，对熔覆设备整体进行控制。

温度检测单元，安装在处理箱21内，温度检测单元对处理箱21内的温度进行检测。

加热单元，加热单元对处理箱21内的沙子进行加热。

X轴移动单元，控制吊钩3343在支架1的X方向上移动。

Y轴移动单元，控制吊钩3343在支架1的Y方向上移动。

Z轴移动单元，控制吊钩3343在支架1的Z方向上移动。

调控单元,调控单元对X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元进行调控。

接收单元，接收单元接收控制单元发送的指令。

调控单元通过X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元对吊钩3343在支架1上的位置进行调控，使用时，随着调控单元的调控，钻头被放置在处理箱21内，此时温度检测单元对处理箱21内的温度进行检测，若检测的温度低于350℃时，加热单元对处理箱21内的沙子进行加热，若温度检测单元检测到处理箱21内的温度高于350℃时，控制单元则控制加热单元停止加热。

调控单元通过控制单元对X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元进行调控，使得钻头被放入到处理箱21内。当X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元移动到指定位置后，X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元将位置信号反馈给控制单元，控制单元则停止X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元的移动。

当温度检测单元检测到钻头的温度达到350℃时，调控单元将钻头从处理箱21内取出。

接收单元安装在变位机41与机械臂52上，当控制单元向接收单元发送指令时，接收单元接收指令，此时变位机41以及机械臂52对钻头进行熔覆作业。

当钻头熔覆完成后，工作人员在通过调控单元将钻头移动至保温箱61内进行保温。

参照图11，本发明还涉及一种适用于钻头的等离子熔覆方法，应用于对钻头的等离子熔覆设备，首先通过温度检测单元检测处理箱21内的温度，然后控制单元判断温度检测单元检测到的温度是否低于350℃，若处理箱21内的温度低于350℃时，控制单元通过加热单元对处理箱21内的沙子进行加热，当沙子被加热到350℃后，加热单元停止对沙子进行加热。

沙子被加热到350℃后通过调控单元将钻头放入处理箱21，然后温度检测单元对钻头进行检测，当钻头温度达到350℃后，通过调控单元将钻头从处理箱21内取出。

控制单元向接收单元输入熔覆指令，待钻头熔覆完成后，调控单元将钻头转移至保温箱61内。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于钻头的等离子熔覆设备，其特征在于：包括，

热处理装置(2)，用于对钻头进行焊前热处理，热处理的温度为350-400℃；

行吊装置(3)，将热处理后的钻头从热处理装置(2)内吊起，并带动钻头进行移动；

定位装置(4)，对钻头进行安装固定，所述定位装置(4)对钻头的位置进行调整；

等离子熔覆装置(5)，使用等离子熔覆装置(5)并加入预制的合金粉末对钻头进行等离子熔覆；

保温装置(6)，对熔覆后的钻头进行保温处理；

所述热处理装置(2)包括处理箱(21)，所述处理箱(21)内形成有第一沙子填充腔(22)，所述处理箱(21)的外部设置有加热器(23)，所述加热器(23)上设置有加热棒(231)，所述加热棒(231)伸入到所述第一沙子填充腔(22)内；

所述处理箱(21)内设置输送带(24)，所述输送带(24)竖直转动在所述处理箱(21)内，且所述输送带(24)上设置有挖斗(242)，所述挖斗(242)在所述输送带(24)上间隔设置有若干个；

所述加热器(23)上设置有送风机(25)，所述送风机(25)上设置有导管(251)，所述导管(251)的一端与所述送风机(25)连接，另一端伸入到所述处理箱(21)内；

所述处理箱(21)上设置有吊环(27)，且所述处理箱(21)的底部开设有换沙口(26)，所述处理箱(21)上设置有挡板(261)，所述挡板(261)插设在所述换沙口(26)处；

所述保温装置(6)包括保温箱(61)，所述保温箱(61)安装在所述处理箱(21)的一侧，且所述保温箱(61)内形成有第二沙子填充腔(62)，所述第二沙子填充腔(62)朝向所述保温箱(61)的上侧呈敞开设置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于钻头的等离子熔覆设备，其特征在于：所述行吊装置(3)包括支架(1)，所述支架(1)上设置有第一滑车(31)，所述第一滑车(31)在所述支架(1)上间隔设置有两个，两个所述第一滑车(31)之间设置有支撑梁(15)，所述支撑梁(15)安装在两侧的所述第一滑车(31)上，且所述支撑梁(15)上设置有第二滑车(33)，所述第二滑车(33)的一侧设置有驱动电机(334)，所述驱动电机(334)上设置有挂钩(3341)，所述挂钩(3341)挂设在所述第二滑车(33)上，且所述驱动电机(334)上还设置有链条(3342)与吊钩(3343)，所述链条(3342)的一端收卷在所述驱动电机(334)上，所述链条(3342)的另一端与所述吊钩(3343)连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于钻头的等离子熔覆设备，其特征在于：所述定位装置(4)包括变位机(41)，所述变位机(41)上设置有三爪卡盘(42)。

4.根据权利要求3所述的一种适用于钻头的等离子熔覆设备，其特征在于：所述等离子熔覆装置(5)包括焊机(51)与机械臂(52)，所述机械臂(52)安装在所述变位机(41)的一侧，且所述焊机(51)上设置有焊枪，所述焊枪安装在所述机械臂(52)上；且所述变位机(41)的一侧设置有送粉器(53)，所述送粉器(53)对所述焊枪进行送粉。

5.一种适用于钻头的等离子熔覆工艺，其采用如权利要求1-4任一项所述的一种适用于钻头的等离子熔覆设备，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使用推车将钻头运输到热处理装置(2)的一侧，然后使用行吊装置(3)将钻头吊起，之后将钻头放入到热处理装置(2)中，热处理装置(2)对钻头进行热处理，而热处理的温度为350-400℃；在热处理装置(2)进行热处理的过程中，同时对钻头进行打磨抛光；

S2：钻头热处理完成后，行吊装置(3)将钻头从热处理装置(2)内吊起，然后行吊装置(3)将钻头移动到定位装置(4)上，之后定位装置(4)对钻头进行固定；

S3：使用等离子熔覆装置(5)并加入预制的合金粉末对钻头进行等离子熔覆，其中等离子熔覆的工艺参数为：

焊机(51)功率：5-6KW；

堆焊速度：15-20mm/s；

光斑直径：3-5mm；

送粉率：50-60g/min；

氩气流量: 15-20L/min；

搭接率：40%-60%；

熔覆层厚度：0.15-0.3mm；

S4：使用行吊装置(3)将钻头从定位装置(4)上取下，然后行吊装置(3)将钻头移动到保温装置(6)，使得保温装置(6)对熔覆后的钻头进行保温

S5：待钻头在保温装置(6)内冷却至80-100℃时，使用行吊装置(3)将钻头从保温装置(6)内取出，取出后的钻头通过推车进行转运。