[發(fā)明專利]一體化手持式等離子熔覆設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410654992.X
• 申請(qǐng)日: 2014-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN104384693A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖小亭;胡永俊;成曉玲;高攀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K10/02
• 分類號(hào): B23K10/02
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)工件進(jìn)行熔覆圖層的熔覆焊炬，具體是一種手持式等離子熔覆設(shè)備。

背景技術(shù)

粉末等離子弧熔覆（亦稱等離子噴焊，國(guó)外稱為PTA工藝），是采用氬氣等離子弧作高溫?zé)嵩矗捎煤辖鸱勰?作填充金屬的一種表面熔敷（堆焊）合金的工藝方法。

粉末等離子弧熔覆的基本過程如圖1所示，利用等離子熔覆焊槍21，在陰極8和水冷紫銅噴嘴5之間，或陰極8和工件1之間，使氣體9電離形成電弧3，此電弧3通過孔徑較小的噴嘴5孔道，弧柱的直徑受到限制，在壓縮孔道冷氣壁的作用下，產(chǎn)生熱收縮效應(yīng)、機(jī)械壓縮效應(yīng)、自磁壓縮效應(yīng)，使弧柱受到強(qiáng)行壓縮，這種電弧為“壓縮電弧”稱為等離子弧。電弧3被壓縮后，和自由電弧相比會(huì)產(chǎn)生很大的變化，突出的是弧柱直徑變細(xì)，促使弧柱電流密度顯著提高，氣體9電離很充分，因而電弧3具有溫度高、能量集中、電弧穩(wěn)定、可控性好等特點(diǎn)。等離子弧焊槍21產(chǎn)生的等離子弧分非轉(zhuǎn)移型弧（陰極8與噴嘴5間建立的電弧）和轉(zhuǎn)移型弧(陰極8與工件1間建立的電弧3)。等離子弧熔覆的主要熱源是轉(zhuǎn)移型等離子弧。熔覆過程一直有保護(hù)氣12進(jìn)行保護(hù)。

在采用聯(lián)合弧堆焊時(shí)，一般采用兩臺(tái)獨(dú)立的直流弧焊機(jī)作電源，分別供給非轉(zhuǎn)移弧(簡(jiǎn)稱“非弧”)和轉(zhuǎn)移弧(簡(jiǎn)稱“轉(zhuǎn)弧”)。兩個(gè)電源的負(fù)極并聯(lián)在一起，通過水電纜接至焊槍21的鎢電級(jí)（陰極8）。非弧電源10的正極通過水電纜接至焊槍21的噴嘴5。轉(zhuǎn)弧電源11的正極接至工件1。循環(huán)冷卻水7通過水電纜引至焊槍21，冷卻噴嘴5和陰極8。電離氣體9通過電磁氣閥和流量調(diào)節(jié)器進(jìn)入焊槍21。非弧電源10接通后，借助在陰極8和噴嘴5之間產(chǎn)生的高頻火花引燃非轉(zhuǎn)移弧。轉(zhuǎn)弧電源11接通后，借助非弧在鎢極和工件1間造成的導(dǎo)電通道，引燃轉(zhuǎn)弧。轉(zhuǎn)弧引燃后，可保留或切斷非弧，主要利用轉(zhuǎn)弧的熱量在工件1表面產(chǎn)生熔池和熔化合金粉末4。合金粉末4按需要量連續(xù)供給，借助送粉氣流送入焊槍21，并吹入電弧3中。粉末在弧柱中被預(yù)先加熱，呈熔化或半熔化狀態(tài)落入熔池，在熔池里充分熔化，并排出氣體和浮出熔渣。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移弧電流來控制熔化合金粉末4和傳遞給工件1的熱量，合金粉末4和工件1表層熔合。隨著焊槍21和工件1的相對(duì)移動(dòng)，合金熔池逐漸凝固，便在工件1上獲得所需要的合金堆焊層2。

現(xiàn)有技術(shù)存在的問題：粉末等離子熔覆需要水、電、氣、粉聯(lián)合供應(yīng)才能工作，現(xiàn)有技術(shù)是每部分獨(dú)立開來，要移動(dòng)很麻煩，必須拆開再搬運(yùn)和重新連接；工作時(shí)候，控制也是分開，不能集中控制和調(diào)節(jié)參數(shù)；起弧收弧不能自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，起弧收弧效果不好；采用兩臺(tái)獨(dú)立的的直流弧焊機(jī)作電源，從而使得主機(jī)笨重不易攜帶，進(jìn)而使得機(jī)器只適合單項(xiàng)工作，不宜外出工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種省時(shí)省力的一體化手持式等離子熔覆設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一體化手持式等離子熔覆設(shè)備，包括等離子熔覆焊槍以及與等離子熔覆焊槍連接的等離子熔覆主機(jī)和氣瓶，還包括裝有滾輪的車體，所述等離子熔覆主機(jī)和氣瓶設(shè)在車體上。

進(jìn)一步地，所述的等離子熔覆主機(jī)包括有等離子熔覆控制系統(tǒng)、等離子熔覆專用電源、循環(huán)水冷系統(tǒng)和送粉器，所述等離子熔覆專用電源的正負(fù)極分別與等離子熔覆焊槍的陰陽極電連接，所述等離子熔覆專用電源的負(fù)極還與被加工工件連接；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)，用以冷卻等離子熔覆焊槍，所述送粉器通過送粉管線與等離子熔覆焊槍連通。

進(jìn)一步地，所述等離子熔覆專用電源設(shè)在循環(huán)水冷系統(tǒng)的頂部，送粉器設(shè)在等離子熔覆專用電源上，循環(huán)水冷系統(tǒng)設(shè)在所述的車體上。

進(jìn)一步地，所述車體上設(shè)有氣瓶固定架。

進(jìn)一步地，所述滾輪采用萬向輪。

進(jìn)一步地，所述的等離子熔覆專用電源采用了IGBT逆變式弧焊電源，單電源雙輸出結(jié)構(gòu)，改變了現(xiàn)有需要用到兩個(gè)不同電源的結(jié)構(gòu)形式。

????本發(fā)明的有益效果：由于采用上述的結(jié)構(gòu)形式，采用一體化設(shè)計(jì)，只需要推動(dòng)車體就可以移動(dòng)整套的等離子熔覆設(shè)備，不需要逐件搬動(dòng)，也不需要重新連接管線，省時(shí)省力。主機(jī)采用數(shù)字化的控制系統(tǒng)及人機(jī)界面操作系統(tǒng)，專用的等離子熔覆電源，大大加強(qiáng)了設(shè)備的易用性和可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是現(xiàn)有的等離子弧熔覆的基本過程示意圖；

圖2是一體化手持式等離子熔覆設(shè)備正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是一體化手持式等離子熔覆設(shè)備側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。