[發明專利]彎頭內壁自動等離子熔覆設備

有效

• 申請號: 201610909079.9
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106591825B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 陸峰;王元宗
• 申請（專利權）人: 青海海泉新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B23K37/02;B23K37/047;B23K10/02
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本發明屬于材料表面強化技術領域，具體涉及一種工程彎頭內壁自動等離子熔覆設備；所述設備包括彎頭旋轉組件，該組件由步進電機加減速機進行驅動，方便調速；彎頭傾斜角度調整組件，該組件也由步進電機驅動，配合熔覆圈數沿曲率軸中點調整彎頭傾斜角度，以獲得最佳熔覆位置，完成內壁熔覆；彎頭高度調節組件，該組件可以保證等離子炬所在切面與曲率軸的交點與旋轉主軸重合，以保證彎頭旋轉時的離心量最小，降低等離子炬的調節難度；等離子炬擺動器，通過該擺動裝置配合螺旋搭接可在彎頭內壁獲得一層厚度均勻，無內在缺陷的熔覆層，等離子炬弧壓調高器，該裝置可以根據等離子束的弧壓變化微調等離子炬噴嘴與內壁距離，實現穩定熔覆；彎頭定位組件，該組件由兩支帶條形孔的條形鋼板和固定底板組成。

技術領域

本發明屬于材料表面強化技術領域，具體涉及一種彎頭內壁自動等離子熔覆設備。

背景技術

金屬彎頭廣泛應用于工程領域中進行物料傳輸。很多應用工況惡劣，彎頭壽命較短，但更換彎頭會影響正常生產，且造成經濟損失和資源浪費。這就要求彎頭具有優越的耐磨（耐蝕）性能。而彎頭內壁強化一直是困擾很多企業的一個難題，一些企業采用氬弧焊或熔化極氣體保護焊進行管內壁的自動堆焊來強化管內壁，早在1992年哈爾濱焊接研究所就申請了彎頭內壁自動堆焊方法的專利，其使用填絲鎢極氬弧焊進行管內壁堆焊，該專利雖然理論上可以獲得均勻的堆焊層但也存在缺陷：1、填絲氬弧焊堆焊層表面平整度相對較差；2、工件調整自由度較小；3、工件旋轉時，彎頭的不同位置相對旋轉軸的離心量差別較大，僅靠弧壓調高裝置很難將槍體位置調整好，尤其是在焊接小直徑彎頭時，會卡住焊槍，影響焊接。山東博潤工業也發明了一套彎頭自動堆焊設備，該設備采用焊絲沿彎頭曲率軸線單道堆焊，而彎頭固定不動，單道堆焊時堆焊層的搭接處平整度不理想，不適合等離子熔覆，且焊槍在立焊或仰焊狀態時會影響堆焊效果。

發明內容

（一）要解決的技術問題

根據以上現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種操作方便、定位簡單、運行平穩、表面成型美觀，熔覆層厚度均勻、熔覆層性能優越的彎頭內壁自動等離子熔覆設備來強化彎頭內壁。

（二）技術方案

為了解決上訴技術問題，本發明實施例提供了一種彎頭內壁自動等離子熔覆設備，包括：彎頭旋轉組件，該組件由步進電機加減速機進行驅動，方便調速；彎頭沿曲率軸線角度調整組件，該組件也由步進電機驅動，配合熔覆位置沿曲率軸向調整彎頭角度，完成內壁熔覆；彎頭高度調節組件，該組件可以保證彎頭熔覆位置的曲率軸心與旋轉主軸重合，以降低彎頭旋轉時的離心量，降低等離子炬的調節難度；等離子炬擺動器，通過該擺動裝置可以在工件內壁獲得一層厚度均勻，無內在缺陷的熔覆層，等離子弧壓調高器，該裝置可以根據等離子束的弧壓調節等離子炬的高度，保證噴嘴與管內壁的高度，實現穩定熔覆；彎頭定位組件，該組件由兩塊帶條形孔的條形鋼板和固定底板組成。

其中彎頭的旋轉速度取決于彎頭內徑，且在彎頭熔覆過程中主軸做變速旋轉，遵循熔覆效率恒定的原則，等離子炬擺動器的擺動距離與主軸轉速密切相關，以保證熔覆層的均勻性；且彎頭在旋轉的同時，等離子炬同步后退，以實現熔覆層的同步搭接，旋轉速度和等離子炬擺動距離由PLC控制，并可斷點恢復。

進一步地，彎頭角度調整組件和高度調整組件由步進電機驅動，彎頭每熔覆一周后都會自動按照計數器輸出的圈數對彎頭的傾斜角度和高度進行調整，保證彎頭處于最佳位置，方便熔覆。

進一步地，等離子弧壓調高器，可以保證等離子炬噴嘴與彎頭內壁的距離保持在8-15mm之間，從而保證熔覆參數的穩定，獲得均勻的熔覆層。

進一步地，彎頭定位組件包括定位底板和兩塊條形鋼條，定位時盡量使彎頭的曲率軸線中心點與定位底板的中心點重合，然后用條形鋼條卡住后用螺栓固定于底板上即可，簡單、方便。