[實(shí)用新型]一種柴油機(jī)鋁活塞喉口重熔專用設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820525150.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN208357980U
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳永強(qiáng);趙俊平;樊曉光;牛恩來;魯福來
• 申請（專利權(quán)）人: 東風(fēng)商用車有限公司
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/12;B23K9/167;B23K35/36;C22B9/20
• 代理公司: 武漢市首臻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42229
• 代理人: 章輝

一種柴油機(jī)鋁活塞喉口重熔專用設(shè)備，包括機(jī)械裝置、電氣控制系統(tǒng)、氬弧加熱電源系統(tǒng)，機(jī)械裝置包括第一移動(dòng)軸、第二移動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸，第一移動(dòng)軸沿X軸布置，第二移動(dòng)軸沿Z軸布置，第二移動(dòng)軸上安裝有氬弧焊槍，旋轉(zhuǎn)軸可沿圓周方向運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸用于安裝鋁活塞，擺動(dòng)軸用于控制旋轉(zhuǎn)軸在X軸、Z軸平面內(nèi)擺動(dòng)；氬弧加熱電源系統(tǒng)包括氬弧焊機(jī)、電位器、電氣元件，電位器用于將氬弧電源設(shè)置成具有多個(gè)峰值電流的電源，電氣元件用于選通電位器實(shí)現(xiàn)峰值電流的自動(dòng)切換；電氣控制系統(tǒng)控制機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)以及控制氬弧電源。本設(shè)計(jì)不僅操作簡便、生產(chǎn)效率高，而且自動(dòng)化程度高、控制精度高、重熔質(zhì)量高、適用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)、有色金屬零件表面改性領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油機(jī)鋁活塞喉口重熔專用設(shè)備，主要適用于提高鋁活塞的使用壽命。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞比重小、重量輕，在汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)爆壓的大幅提高，鋁活塞在熱疲勞和機(jī)械疲勞的綜合作用下，容易出現(xiàn)裂紋與穿孔失效，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性。活塞裂紋主要起源于喉口，在服役過程中承受最大的熱負(fù)荷，溫度高達(dá)380℃以上，而且由于該部位處于鋁活塞的心部，鑄造組織粗大，自身強(qiáng)度也最低。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作—停機(jī)—工作的冷熱循環(huán)中，活塞也承受高溫—低溫—高溫的熱疲勞載荷循環(huán)，在溫度最高的喉口部位容易發(fā)生開裂現(xiàn)象。

要解決活塞開裂問題，就要設(shè)法提高活塞喉口部位強(qiáng)度。對于鋁合金而言，細(xì)化晶粒是最有效的強(qiáng)化手段，通過對喉口進(jìn)行局部熔化—凝固處理，在快速凝固的過程中得到細(xì)晶粒。為實(shí)現(xiàn)喉口部位的快速熔凝，研究人員試驗(yàn)了多種高能密度加熱方法，有感應(yīng)加熱、火焰加熱、激光加熱、電子束加熱、氬弧加熱等等，得到一些可行的試驗(yàn)結(jié)果，從最終結(jié)果分析，氬弧加熱熔凝技術(shù)(也稱為氬弧重熔技術(shù))效果是最好的。經(jīng)過氬弧加熱熔凝處理后，處理部位的鋁硅合金晶粒尺寸細(xì)化為原始尺寸的1/8，強(qiáng)度提高50﹪，分析認(rèn)為能夠達(dá)到提高鋁活塞壽命的目的。但鋁合金活塞喉口熔凝強(qiáng)化技術(shù)在國際上屬于新技術(shù)，市場上并沒有相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的操作復(fù)雜、生產(chǎn)效率低的缺陷與問題，提供一種操作簡便、生產(chǎn)效率高的柴油機(jī)鋁活塞喉口重熔專用設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種柴油機(jī)鋁活塞喉口重熔專用設(shè)備，包括機(jī)械裝置、電氣控制系統(tǒng)、氬弧加熱電源系統(tǒng)，所述機(jī)械裝置包括第一移動(dòng)軸、第二移動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸，所述第一移動(dòng)軸沿X軸布置，所述第二移動(dòng)軸安裝在第一移動(dòng)軸上，第二移動(dòng)軸沿Z軸布置，第二移動(dòng)軸可沿X軸移動(dòng)，第二移動(dòng)軸上安裝有氬弧焊槍，氬弧焊槍可沿Z軸移動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)軸可沿圓周方向運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸的一端用于安裝鋁活塞，旋轉(zhuǎn)軸的另一端安裝在擺動(dòng)軸上，所述擺動(dòng)軸用于控制旋轉(zhuǎn)軸在X軸、Z軸平面內(nèi)擺動(dòng)，所述氬弧焊槍與鋁活塞喉口相互垂直；

所述氬弧加熱電源系統(tǒng)，用于提供氬弧電源；

所述電氣控制系統(tǒng)，用于控制第一移動(dòng)軸、第二移動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)以及控制氬弧電源。

所述電氣控制系統(tǒng)為數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC，數(shù)控系統(tǒng)通過伺服電機(jī)控制第一移動(dòng)軸、第二移動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)。

所述氬弧焊槍的鎢極的直徑為2.5毫米～3.5毫米，氬弧焊槍的噴嘴的直徑為7毫米～10毫米。

所述氬弧加熱電源系統(tǒng)包括氬弧焊機(jī)、電位器、電氣元件；

所述氬弧焊機(jī)，用于為氬弧焊槍提供氬弧電源；

所述電位器，用于將氬弧電源設(shè)置成具有多個(gè)峰值電流的電源；

所述電氣元件，用于選通電位器實(shí)現(xiàn)峰值電流的自動(dòng)切換。

所述氬弧電源的額定電流為300安。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：