CN1387973A

CN1387973A - 铸件孔眼的焊补方法及所用的专用焊补机

Info

Publication number: CN1387973A
Application number: CN 02132499
Authority: CN
Inventors: 赵占奎
Original assignee: Changchun University of Technology
Current assignee: Changchun University of Technology
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2003-01-01
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: CN1152766C

Abstract

本发明公开了一种铸件孔眼的焊补方法及所用的专用焊补机,该方法是由大电流、低电压的自动焊补机完成,操作步骤是将与铸件材质相同的填充料棒夹于焊枪上,对准铸件的孔眼进行焊补,在瞬间及气体保护的情况下,接触面熔化,然后顶锻,将熔化的金属顶入孔眼,多余的液态金属顶出,该方法具有无材质差异、强度高、热影响区小、无变形开裂的优点。本发明所用的焊补机的特点是具有逆变高频变压器偏磁防止电路,以防止在大电流工作时焊补机的损坏,另外,将来自于燃弧时间继电器的燃弧时间控制信号加到脉宽调制电路中SG3525芯片的1脚,使强大的焊接电流的通断控制更容易,再者焊枪带有气体保护装置,以在焊补时向焊补区输送保护气体。

Description

铸件孔眼的焊补方法及所用的专用焊补机

技术领域

本发明涉及一种铸件孔眼的焊补方法，还涉及一种实现该方法所用的专用焊补机。

背景技术

对铸件表面的孔眼以及加工以后铸件暴露出来的孔眼，一般是由铸造过程中产生的气孔或砂孔，属于铸造缺陷，有的有修补的必要，目前国内外普遍采用手工电弧焊、钨极氩弧焊等方法进行焊补，但是上述方法存在着焊补部位与基体的材质差异大，焊补部位易产生枝晶的金相组织，而使其不易加工，往往在机械加工前要进行退火，无形中提高了加工成本；而且上述方法的热影响区过大，焊后易变形，往往导致被焊补的铸件成为废品。

发明内容

本发明的目的是要提供一种铸件孔眼的焊补方法，该方法可实现铸件孔眼焊补强度高、不变形、不开裂、无材质差异、对铸铁件而言无白口组织产生的效果。

本发明的再一目的是提供一种实现上述方法所用的专用焊补机，该焊补机具有低电压大电流高功率输出，而且具逆变高频变压器偏磁防止电路，达到对焊补机低电压大电流高功率输出的安全保护。

本发明之铸件孔眼的焊补方法按以下步骤操作：

1、将待焊补的铸件孔眼用电钻加工成顶角为120°的圆锥形坡口，取与待焊补铸件材质相同的坯料，加工成端部与坡口形状相同、长度为3cm左右的焊补填充料棒；

2、将填充料棒装夹在专用焊补机的焊枪上；

3、将专用焊补机接于三相380V、50kw容量的电源上，然后调整焊补机的焊补参数如下：焊接电流1000～1500A；焊接电压18～22V；燃弧时间20～40ms；保护气体流量8～12L/min；

4、然后将焊枪拿起，将装夹于该焊枪上的填充料棒对准铸件的孔眼，扣动焊枪的启动按钮，焊补机自动完成通气、拉弧、燃弧、熄弧、加压顶锻、复位动作。

5、铸件孔眼焊补完后，将填充料棒高出部分敲掉，然后用磨光机打磨成与周围区域样貌相同。

该方法焊补完的铸件可直接进行机械加工，不需要任何的热处理。

该方法的工作原理如下：

该方法通过在低电压、大电流、短周期条件下，填充材料和被焊补材料之间的电弧在短时间内(一般为10微秒级)产生巨大的热量，使填充材料(采用与被焊补材料相同的材质)与被焊补铸件的对应表面发生熔化，在此后的填充材料下压的过程中，熔化的液态金属被挤出，焊补部位发生局部的塑性变形和化学成份扩散，达到原子结合，该方法加热速度快、冷却速度快，使焊补区及焊补的热影响区的晶粒大大细化，特别是对铸铁件不会形成白口组织，整个焊补过程在专用焊补机的自动控制下完成。该方法避免了前述现有铸件孔眼修复方法的缺点，具有无材质差异、强度高、热影响区小、无变形开裂的优点。

实现本发明方法的专用焊补机的结构是，该焊补机是由弧焊电源、逻辑控制路及螺柱焊焊枪构成，其中，弧焊电源由IGBT(双极型绝缘门极场效应管)全桥逆变主电路构成，提供满足要求的电弧动力，其特征在于，具有逆变高频变压器偏磁防止电路，该偏磁防止电路是由安装于逆变主电路两个桥臂上的霍尔电流传感器和比较两路霍尔电流传感器的输出电压信号的CA124芯片中的两只比较器构成，偏磁防止电路的输出控制信号通过7408芯片的双与门分别与PWM(脉宽调制)电路中SG3525芯片的两个输出脚11、14的输出信号做与运算，之后通过HCC40106BF芯片将两路脉宽调制信号转变为两路正脉冲和两路负脉冲，分别输出到4个IGBT驱动单元电路，控制逆变主电路的动作，使高频变压器工作可靠；逻辑控制电路包括通气、拉弧、燃弧、熄弧、加压顶锻、复位等开环控制电路，以及保证焊机正常运转的保护电路、维持焊接电流和焊接电压稳定的双闭环负反馈电路，其特点是将来自于燃弧时间继电器的燃弧时间控制信号加到PWM电路中SG3525芯片的1脚，使强大的焊接电流的通断控制更容易；焊枪则是焊补机的执行机构，与普通的螺柱焊焊枪基本相同，不同的是带有气体保护装置，顶锻弹簧的顶锻力较大。

附图说明

图1为本发明之专用焊补机的脉宽调制电路图。

图2为本发明之专用焊补机的驱动电路图。

图3为本发明之专用焊补机的电路框图。

图4为本发明之专用焊补机的逆变主电路图。

图5为本发明之方法的操作示意图。

具体实施方式

请参阅图5所示，本发明之方法按以下步骤操作：

1、将待焊补的铸件1的孔眼3用电钻加工成顶角为120°的圆锥形坡口，取与待焊补铸件材质相同的坯料，加工成端部与坡口形状相同、长度为3cm左右的焊补填充料棒2；

2、将填充料棒2装夹在专用焊补机的焊枪上；

4、然后将焊枪拿起，将装夹于该焊枪上的填充料棒2对准铸件1的孔眼3，扣动焊枪的启动按钮，焊补机自动完成通气、拉弧、燃弧、熄弧、加压顶锻、复位动作，将熔融的金属顶挤入孔眼3中，将多余的液态金属挤出，形成飞边4；

5、铸件1孔眼3焊补完后，将填充料棒1高出部分敲掉，然后用磨光机打磨成与周围区域样貌相同。

该方法焊补完的铸件1可直接进行机械加工，不需要任何的热处理。

该方法加热速度快，冷却速度快，使焊被区及焊补的热影响区5的晶粒大大细化，特别对于铸铁件不会形成白口组织，整个焊补过程在专用焊补机的自动控制下完成；该方法避免了现有铸件孔眼修复方法的缺点，具有无材质差异、强度高、热影响区小、无变形开裂的优点。

请参阅图1、图2、图3、图4所示，实现本发明方法所用的专用焊补机的结构是，该焊补机是由弧焊电源、逻辑控制电路及螺柱焊焊枪构成，其中，弧焊电源由IGBT(双极型绝缘门极场效应管)全桥逆变主电路8构成，提供满足要求的电弧动力，其特征在于，具有逆变高频变压器偏磁防止电路6，该偏磁防止电路6是由安装于逆变主电路8两个桥臂上的霍尔电流传感器61和比较两路霍尔电流传感器61的输出电压信号的CA124芯片中的两只比较器62构成，偏磁防止电路6的输出控制信号通过7408芯片的双与门分别与PWM(脉宽调制)电路中SG3525芯片的两个输出脚11、14的输出信号做与运算，之后通过HCC40106BF芯片将两路脉宽调制信号转变为两路正脉冲和两路负脉冲，分别输出到4个IGBT驱动单元电路7，控制逆变主电路8的动作，使高频变压器工作可靠；逻辑控制电路包括通气、拉弧、燃弧、熄弧、加压顶锻、复位等开环控制电路，以及保证焊机正常运转的保护电路、维持焊接电流和焊接电压稳定的双闭环负反馈电路，其特点是，将来自于燃弧时间继电器的燃弧时间控制信号加到PWM电路中SG3525芯片的1脚，使强大的焊接电流的通断控制更容易；焊枪则是焊补机的执行机构，与普通的螺柱焊焊枪基本相同，所不同的是，该焊枪带有气体保护装置，顶锻弹簧的顶锻力较大。

Claims

1、铸件孔眼的焊补方法，该方法按以下步骤操作：

(1)将待焊补的铸件孔眼用电钻加工成顶角为120°的圆锥形坡口，取与待焊补铸件材质相同的坯料，加工成端部与坡口形状相同、长度为3cm左右的焊补填充料棒；

(2)将填充料棒装夹在专用焊补机的焊枪上；

(3)将专用焊补机接于三相380V、50kw容量的电源上，然后调整焊补机的焊补参数如下：焊接电流1000～1500A；焊接电压18～22V；燃弧时间20～40ms；保护气体流量8～12L/min；

(4)然后将焊枪拿起，将装夹于该焊枪上的填充料棒对准铸件的孔眼，扣动焊枪的启动按钮，焊补机自动完成通气、拉弧、燃弧、熄弧、加压顶锻、复位动作。

(5)铸件孔眼焊补完后，将填充料棒高出部分敲掉，然后用磨光机打磨成与周围区域样貌相同。

2、实现权利要求1所述方法的专用焊补机，其特征在于：设有逆变高频变压器的偏磁防止电路(6)，该偏磁防止电路(6)是由安装于逆变主电路(8)两个桥臂上的霍尔电流传感器(61)和比较两路霍尔电流传感器(61)的输出电压信号的CA124芯片中的两只比较器(62)构成，偏磁防止电路(6)的输出控制信号通过7408芯片的双与门分别与脉宽调制电路中SG3525芯片的两个输出脚11、14的输出信号做与运算，之后通过HCC40106BF芯片将两路脉宽调制信号转变为两路正脉冲和两路负脉冲，分别输出到四个驱动单元电路(7)；来自于燃弧时间继电器的燃弧时间控制信号加到脉宽调制电路中SG3525芯片的1脚；焊补机的焊枪带有气体保护装置。