[實(shí)用新型]類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220457723.0
• 申請(qǐng)日: 2012-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN202741890U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京天誠宇新材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/09
• 分類號(hào): B23K9/09;B23K9/16
• 代理公司: 北京中恒高博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)機(jī)，屬于焊機(jī)的一種。?

技術(shù)背景

當(dāng)前對(duì)于一些精密貴重機(jī)械設(shè)備金屬表面的磨損、碰傷、劃傷和腐蝕等小面積微區(qū)失效的修復(fù)，通常采用的修復(fù)手段有堆焊、激光熔覆和粘涂等方法。以上幾種技術(shù)在某些方面都存在一些缺陷。堆焊修復(fù)工藝簡單、修復(fù)速度快，但修復(fù)過程中熱輸入量大，極易造成零部件的熱變形；激光熔覆技術(shù)是一種較為理想的修復(fù)方法，但其高額的設(shè)備費(fèi)用和較大的體積，讓許多企業(yè)望而卻步；粘涂雖然沒有熱量輸出，但其修復(fù)層與修復(fù)表面的結(jié)合強(qiáng)度較低，對(duì)于一些重載荷和往復(fù)沖擊的工況環(huán)境往往不能勝任。從以上幾種技術(shù)的不足可以看出，一種熱量輸入小、修復(fù)成本低、結(jié)合強(qiáng)度高的新型修復(fù)技術(shù)對(duì)于金屬零部件表面修復(fù)具有重大意義。脈沖氬弧焊技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上解決了堆焊修復(fù)熱輸入大的問題，但是對(duì)于薄壁零件和對(duì)熱量特別敏感的金屬材料其仍然無法適用。?

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服以上問題，本實(shí)用新型提供一種類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖電弧熱，實(shí)現(xiàn)冷補(bǔ)焊接。類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)技術(shù)對(duì)脈沖氬弧焊的能量輸出從設(shè)備硬件層次進(jìn)行了改進(jìn)，能量輸出采用“一脈一弧”的形式，相對(duì)于普通脈沖氬弧焊不存在維弧電流，修復(fù)零件沒有持續(xù)電弧的加熱，因而零件表面升溫很小。?

為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)機(jī)，所述冷補(bǔ)機(jī)包括主電路和控制電路，主電路的負(fù)載輸出經(jīng)傳感器，連接控制電路，控制電路控制逆變電路的導(dǎo)通和關(guān)斷；?

主電路電氣元件包括高頻起弧器和脈沖控制器；

冷補(bǔ)機(jī)采用逆變式電源，電源輸出直流電，直流電經(jīng)過高頻起弧器起弧和脈沖控制器控制，輸出脈沖直流電，再連接負(fù)載電路，實(shí)現(xiàn)冷補(bǔ)焊接。

進(jìn)一步地，所述逆變式電源包括整流器、濾波器和變壓器；?

交流電經(jīng)整流后進(jìn)入濾波器，濾波器連接變壓器，高壓電變?yōu)榈蛪弘姡龠M(jìn)入整流器，輸出直流電。

進(jìn)一步地，所述控制電路包括傳感器、放大器電路、TRC電子控制電路和驅(qū)動(dòng)電路；?

傳感器輸出信號(hào)與給定電路進(jìn)行比較，比較后的信號(hào)經(jīng)放大器放大進(jìn)入TRC電子控制電路，?TRC電子控制電路與驅(qū)動(dòng)電路相連。

進(jìn)一步地，所述冷補(bǔ)機(jī)的控制面板上具有數(shù)碼顯示屏、工作模式選擇鈕、脈沖參數(shù)選擇鈕和冷補(bǔ)機(jī)開關(guān)。?

高能脈沖冷補(bǔ)技術(shù)是一種新型金屬零件表面修復(fù)技術(shù)，其原理是通過高能脈沖電源產(chǎn)生的高能脈沖電弧熱瞬時(shí)將修補(bǔ)材料和工件迅速熔結(jié)在一起，達(dá)到冶金結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)工件表面尺寸的修復(fù)，整個(gè)冷補(bǔ)過程持續(xù)時(shí)間很短約為幾毫秒。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)機(jī)冷補(bǔ)原理圖；?

圖2是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的電路原理圖；

1-氬氣罐；2-冷補(bǔ)機(jī)開關(guān)；3-工作模式選擇鈕；4-數(shù)碼顯示屏；5-冷補(bǔ)機(jī)；6-脈沖參數(shù)選擇鈕；7-氬氣；8-冷補(bǔ)層；9-基體；10-焊絲；11-鎢極。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，冷補(bǔ)機(jī)5的控制面板上具有數(shù)碼顯示屏4、工作模式選擇鈕3、脈沖參數(shù)選擇鈕6和冷補(bǔ)機(jī)開關(guān)2。冷補(bǔ)機(jī)5連接氬氣罐1和氬氣噴射裝置，該裝置噴口處設(shè)有鎢極11，鎢極11發(fā)熱，傳熱焊絲10，焊絲10熔融，對(duì)預(yù)焊接的基體9表面進(jìn)行焊接，由于噴射氬氣7為脈沖電波，非連續(xù)電波，因此在基9體表面形成一層冷補(bǔ)層8。?

如圖2所示，類激光高能脈沖精密冷補(bǔ)機(jī)采用逆變式電源，主要由功率系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。功率系統(tǒng)由輸入電路、逆變電路、輸出電路等構(gòu)成。其中輸入電路包括輸入整流和濾波電路。逆變電路由電子功率開關(guān)器件和逆變降壓變壓器等構(gòu)成。輸出電路包括整流和濾波電路?？刂葡到y(tǒng)部分主要是控制逆變電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電變換為中頻交流電?？刂齐娐分饕妷?、電流給定電路、電壓和電流反饋電路、比較放大電路、時(shí)間比率（TRC）電子控制電路、驅(qū)動(dòng)脈沖功率放大電路。?

該精密冷補(bǔ)機(jī)工作過程分為三步：起弧，通過高壓脈沖起弧器產(chǎn)生的高壓將氬氣擊穿完成起??；維弧，由脈沖控制器控制電弧持續(xù)時(shí)間，一般不超過1s，通過控制電弧持續(xù)時(shí)間可以控制一次脈沖能量的大小；熄弧，冷補(bǔ)結(jié)束電弧熄滅。在下一脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)持續(xù)起弧、維弧和熄弧的工作過程。由于冷補(bǔ)過程采用“一脈一弧”的形式，相對(duì)于普通脈沖氬弧焊不存在維弧電流，修復(fù)零件沒有持續(xù)電弧的加熱，因而零件表面升溫很小。?