一種氣門桿端面堆焊裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種氣門桿端面堆焊裝置，包括十字架焊接操作機(jī)，十字架焊接操作機(jī)的橫臂一端設(shè)有焊槍，焊槍下方設(shè)有焊接定位機(jī)構(gòu)，焊接定位機(jī)構(gòu)包括位于底部的焊接轉(zhuǎn)臺，焊接轉(zhuǎn)臺的上方依次設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)。本實用新型操作方便、性能穩(wěn)定；本實用新型在完成氣門桿端表面堆焊后，合金層硬度達(dá)到50 HRC以上，堆焊性能達(dá)到熔池鋪開成形良好、合金層內(nèi)部無缺陷、合金層與母材冶金結(jié)合性良好等綜合性能指標(biāo)，從而實現(xiàn)了氣門使用壽命提高的目標(biāo)。
【專利說明】一種氣門桿端面堆焊裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種氣門桿端面堆焊裝置，具體的說是一種用于內(nèi)燃機(jī)氣門桿端面的堆焊裝置，屬于焊接設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)氣門桿的質(zhì)量直接影響著氣門的使用壽命，在內(nèi)燃機(jī)氣門的制造中，氣門桿端的質(zhì)量指標(biāo)等同于錐面質(zhì)量指標(biāo)。各相關(guān)生產(chǎn)制造企業(yè)在實踐中，往往采用:桿端高頻淬火、電阻焊片、合金粉末噴焊等方式。其中桿端高頻淬火硬化方式，是一般生產(chǎn)制造企業(yè)常規(guī)的生產(chǎn)方式，應(yīng)用普遍。但是，這樣的工藝加工方式僅適用于氣門材料為馬氏體材料。對于采用奧氏體材料制作的氣門，受材料性能限制，熱處理硬度不能達(dá)到50HRC以上。所以，一般采用端部電阻焊片(焊接馬氏體材料)方式，再實施高頻淬火淬硬。也有的企業(yè)，直接采用合金材料電阻片焊接方式。在汽車制造業(yè)小氣門的生產(chǎn)中，少數(shù)企業(yè)也嘗試過采用合金粉末堆焊方式。由于在船用柴油機(jī)氣門生產(chǎn)中，船用柴油機(jī)氣門桿部在熱處理后，硬度一般在25?35HRC，而氣門桿端面在內(nèi)燃機(jī)工作中與搖臂/氣門頂桿高頻率的接觸產(chǎn)生摩擦和碰撞，因此要求氣門桿端表面的硬度要高，硬度應(yīng)該多50HRC，且耐磨性、耐腐蝕性及耐沖擊性要好，才能達(dá)到工作使用要求和壽命要求。如何利用等離子堆焊技術(shù)實現(xiàn)各種規(guī)格的內(nèi)燃機(jī)氣門桿端部的等離子堆焊功能，從而實現(xiàn)氣門使用壽命提高，是業(yè)內(nèi)一直在探索并尋求解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定，利用等離子堆焊機(jī)設(shè)備，自制配有專用焊槍提升裝置、自動夾緊工件的旋轉(zhuǎn)工作臺，采用高硬度的合金粉末，對氣門桿端面實施堆焊，達(dá)到船用柴油機(jī)氣門桿端面硬度、合金堆焊層結(jié)合強(qiáng)度及冶金融合率等技術(shù)指標(biāo)的氣門桿端面堆焊裝置。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供一種氣門桿端面堆焊裝置，包括十字架焊接操作機(jī)，十字架焊接操作機(jī)的橫臂一端設(shè)有焊槍，焊槍下方設(shè)有焊接定位機(jī)構(gòu)，焊接定位機(jī)構(gòu)包括位于底部的焊接轉(zhuǎn)臺，焊接轉(zhuǎn)臺的上方設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的兩側(cè)分別設(shè)有旋動機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)；旋動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置上部設(shè)有摩擦輪，摩擦輪與被測工件一面相觸接；夾緊機(jī)構(gòu)包括壓緊氣缸，壓緊氣缸連接有壓緊輪，壓緊輪與摩擦輪的軸線為同一平面，與被測工件另一面相觸接。
[0005]本實用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:前述的氣門桿端面堆焊裝置中驅(qū)動裝置包括設(shè)置于焊接轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的調(diào)速電機(jī)，調(diào)速電機(jī)的輸出端與減速器的輸入端相連接，減速器通過輸出主軸與摩擦輪相連接，主軸外側(cè)套接有套筒支架，套筒支架的底部與焊接轉(zhuǎn)臺過盈配合。
[0006]進(jìn)一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，壓緊輪包括壓緊輪支架，壓緊輪支架內(nèi)包括至少一組雙軸承，雙軸承與被測工件形成三點定心結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于焊接轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的電機(jī)，電機(jī)的輸出端與減速器的輸入端相連接，減速器上方連接有定心調(diào)高裝置，定心調(diào)高裝置的頂端設(shè)有活動頂尖，活動頂尖與被測工件的中心孔相接觸。
[0008]進(jìn)一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，定心調(diào)高裝置為蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)裝置、螺紋調(diào)節(jié)裝置或氣動調(diào)節(jié)裝置。
[0009]進(jìn)一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，定心調(diào)高裝置的一側(cè)還設(shè)有調(diào)整手輪。
[0010]進(jìn)一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，十字架焊接操作機(jī)的橫臂上設(shè)有提槍機(jī)構(gòu)；提槍機(jī)構(gòu)包括調(diào)整套筒，調(diào)整套筒安裝于氣缸支座上，氣缸支座上設(shè)有雙柱氣缸，雙柱氣缸通過氣缸支架連接焊槍。
[0011]本實用新型的特點是:操作方便、性能穩(wěn)定。本實用新型完成的氣門桿端表面堆焊后，合金硬度層達(dá)到50HRC以上、堆焊性能達(dá)到熔池鋪開成形良好、合金層內(nèi)部無缺陷、合金層與母材冶金結(jié)合性良好等綜合性能指標(biāo)，從而實現(xiàn)了氣門使用壽命提高的目標(biāo)。產(chǎn)品經(jīng)過堆焊后的檢測，缺陷分析、熔接效果分析、硬度層及熱影響分析，均達(dá)到額定質(zhì)量指標(biāo)，并廣泛應(yīng)用于中速機(jī)氣門產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實用新型旋動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本實用新型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本實用新型夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為本實用新型提槍機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]本實施例提供的一種氣門桿端堆焊裝置，結(jié)構(gòu)如圖1至圖5所示，針對奧氏體材料的內(nèi)燃機(jī)氣門桿端上堆焊合金粉末，確保堆焊性能達(dá)到熔池鋪開成型形良好、合金層硬度達(dá)到50HRC以上、合金層內(nèi)部無缺陷、合金層與母材冶金結(jié)合性良好等綜合性能指標(biāo)。
[0018]包括十字架焊接操作機(jī)1，該十字架焊接操作機(jī)的橫臂11 一端設(shè)有焊槍12，焊槍的下方設(shè)有焊接定位機(jī)構(gòu)。其中，焊接定位機(jī)構(gòu)包括位于底部的焊接轉(zhuǎn)臺6，焊接轉(zhuǎn)臺的上方依次設(shè)有旋動機(jī)構(gòu)2、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3及夾緊機(jī)構(gòu)4。
[0019]旋動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置包括設(shè)置于焊接轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的交流調(diào)速電機(jī)21，交流調(diào)速電機(jī)的輸出端與減速器22的輸入端相連接，減速器通過輸出主軸23與摩擦輪25相連接，主軸外側(cè)套接有套筒支架24，套筒支架的底部與焊接轉(zhuǎn)臺過盈配合，摩擦輪則與被焊接氣門桿部的一面相觸接。
[0020]調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于焊接轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的電機(jī)31，電機(jī)的輸出端與減速器32的輸入端相連接，減速器上方連接有定心調(diào)高裝置33，本實施例中該定心調(diào)高裝置為渦輪蝸桿調(diào)節(jié)裝置，同時，在定心調(diào)高裝置的頂端還設(shè)有活動頂尖34，活動頂尖以被焊接氣門盤部中心孔為基準(zhǔn)，頂尖定位。同時，定心調(diào)高裝置的一側(cè)還設(shè)有調(diào)整手輪35。
[0021]夾緊機(jī)構(gòu)包括壓緊氣缸41，本實施例中采用雙支柱氣缸結(jié)構(gòu)，以確保氣缸運(yùn)行的穩(wěn)定性。在壓緊氣缸上設(shè)有壓緊輪，壓緊輪與摩擦輪的軸線為同一平面，與被焊接氣門桿部的另一面相觸接。壓緊輪包括壓緊輪支架42，該壓緊輪支架內(nèi)包括至少一組雙滾動軸承43，該雙滾動軸承與被焊接氣門桿部形成三點定心結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)被焊接氣門均勾穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。
[0022]同時，在十字架焊接操作機(jī)的橫臂上，焊槍的內(nèi)側(cè)還設(shè)有提槍機(jī)構(gòu)5，該提槍機(jī)構(gòu)安裝于焊槍支架13上，包括調(diào)整套筒51，該調(diào)整套筒安裝于氣缸支座52上，通過安裝于調(diào)整套筒上的定位螺栓調(diào)整焊槍端口與被焊氣閥的位置。同時，在氣缸支座上的安裝有雙柱氣缸53，通過氣缸支架54連接焊槍。
[0023]為了操作方便，本實施例中還設(shè)置了獨立的外部控制裝置7及等離子堆焊機(jī)控制箱8相連接，實現(xiàn)氣門桿端堆焊的自動化。將等離子堆焊機(jī)的電弧起弧系統(tǒng)與旋動機(jī)構(gòu)相連接，自動實現(xiàn)旋動機(jī)構(gòu)與焊接同步運(yùn)行，等離子焊槍的擺動系統(tǒng)由等離子焊機(jī)控制箱控制，焊接完成前的收弧控制，由等離子堆焊機(jī)控制箱控制，焊槍的快速提升由獨立的外部控制裝置控制，同時，焊接過程中焊槍距離的調(diào)整、PLC控制，同時等離子焊槍在等離子焊機(jī)母機(jī)的控制下，實現(xiàn)焊接電流、送粉量、保護(hù)氣體、焊槍的擺動量等焊接參數(shù)的調(diào)整和控制。
[0024]本實用新型使用時:首先將被焊接氣門盤部向下安裝于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的活動頂尖上，以被焊接氣門盤部中心孔為基準(zhǔn)，頂尖定位，并使摩擦輪及壓緊輪與被焊接氣門桿部相接觸。開啟控制裝置按鈕，通過電機(jī)帶動減速器以調(diào)整渦輪蝸桿裝置及活動頂尖的高度；再通過調(diào)整手輪，調(diào)整中心位置，以適應(yīng)不同直徑氣門桿中心位置的變化。
[0025]其次，開啟控制裝置控制旋動機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)的運(yùn)行；使用交流調(diào)速電機(jī)作為旋動機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動，帶動減速器以驅(qū)動輸出主軸，利用摩擦輪與輸出主軸的連接，驅(qū)動被焊接氣閥的低速旋轉(zhuǎn)。被焊接氣門在摩擦輪的驅(qū)動下，通過壓緊機(jī)構(gòu)，使被焊接氣門桿部與摩擦輪壓緊，壓緊機(jī)構(gòu)采用雙滾動軸承，三點定心方式設(shè)計，實現(xiàn)被焊接氣門的均勻穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
[0026]通過該種方式最終完成被焊接氣門的堆焊。
[0027]為了實現(xiàn)等離子堆焊結(jié)束后，電弧快速收弧的目的，本實施例中依據(jù)等離子堆焊熔池產(chǎn)生的機(jī)理，以及對等離子電弧起弧、收弧對焊接熔池易產(chǎn)生焊接缺陷的分析，采用了雙氣缸結(jié)構(gòu)的快速提升焊槍機(jī)構(gòu)，在等離子堆焊電弧收弧衰減臨近結(jié)束時，快速提起焊槍，從而有效控制了焊接熔池產(chǎn)生缺陷的形成。
[0028]利用本實用新型完成的氣門桿端表面堆焊后，合金層硬度達(dá)到50HRC以上，堆焊性能穩(wěn)定，熔池鋪開成形良好、合金層內(nèi)部無缺陷、合金層與母材冶金結(jié)合性良好等綜合性能指標(biāo)，從而實現(xiàn)了氣門使用壽命提高的目標(biāo)。產(chǎn)品經(jīng)過堆焊后的檢測，缺陷分析、熔接效果分析、硬度層及熱影響分析，均達(dá)到額定性能指標(biāo)，并廣泛應(yīng)用于中速機(jī)氣門產(chǎn)品。
[0029]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣門桿端面堆焊裝置，包括十字架焊接操作機(jī)，所述十字架焊接操作機(jī)的橫臂一端設(shè)有焊槍，其特征在于:所述焊槍下方設(shè)有焊接定位機(jī)構(gòu)，所述焊接定位機(jī)構(gòu)包括位于底部的焊接轉(zhuǎn)臺，所述焊接轉(zhuǎn)臺的上方設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的兩側(cè)分別設(shè)有旋動機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)；所述旋動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置上部設(shè)有摩擦輪，所述摩擦輪與被測工件一面相觸接；所述夾緊機(jī)構(gòu)包括壓緊氣缸，所述壓緊氣缸連接有壓緊輪，所述壓緊輪與摩擦輪的軸線為同一平面，與被測工件另一面相觸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述驅(qū)動裝置包括設(shè)置于焊接轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的調(diào)速電機(jī)，所述調(diào)速電機(jī)的輸出端與減速器的輸入端相連接，所述減速器通過輸出主軸與摩擦輪相連接，所述主軸外側(cè)套接有套筒支架，所述套筒支架的底部與焊接轉(zhuǎn)臺過盈配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述壓緊輪包括壓緊輪支架，所述壓緊輪支架內(nèi)包括至少一組雙軸承，所述雙軸承與被測工件形成三點定心結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于焊接轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端與減速器的輸入端相連接，所述減速器上方連接有定心調(diào)高裝置，所述定心調(diào)高裝置的頂端設(shè)有活動頂尖，所述活動頂尖與被測工件的中心孔相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述定心調(diào)高裝置為蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)裝置、螺紋調(diào)節(jié)裝置或氣動調(diào)節(jié)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述定心調(diào)高裝置的一側(cè)還設(shè)有調(diào)整手輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述十字架焊接操作機(jī)的橫臂上設(shè)有提槍機(jī)構(gòu)；所述提槍機(jī)構(gòu)包括調(diào)整套筒，所述調(diào)整套筒安裝于氣缸支座上，所述氣缸支座上設(shè)有雙柱氣缸，所述雙柱氣缸通過氣缸支架連接焊槍。
【文檔編號】B23K10/02GK204183093SQ201420610744
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】程寶權(quán), 趙大忠, 李翔 申請人:南京國際船舶設(shè)備配件有限公司