[實用新型]一種電火花沉積堆焊接觸力自動控制裝置

有效

• 申請號: 201821088965.0
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN208513883U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 韓紅彪;陳俊潮;王中豪;王順
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00;B23K37/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種電火花沉積堆焊接觸力自動控制裝置，包括用于驅動電極頭與基體相接觸的執行機構、設置在執行機構與電極頭之間的感應機構、與感應機構電連接并且與執行機構控制連接的控制機構；執行機構包括十字滑臺，并且十字滑臺所在平面與基體相垂直，十字滑臺驅動連接有用于夾持電極頭的角度調節單元；感應機構包括固定設置在十字滑臺與角度調節單元之間的拉壓力傳感器；控制機構包括單片機，單片機與拉壓力傳感器電連接，單片機通過輸出驅動接口與十字滑臺控制連接，單片機通過通信接口通信連接有上位機。本實用新型能夠對運動的電極頭與固定的基體之間的接觸力進行實時自動控制，還可以對因為電極頭消耗而產生的沉積位置的偏差進行自動補償。

技術領域

本實用新型涉及電火花沉積堆焊技術領域，具體的說是一種電火花沉積堆焊接觸力自動控制裝置。

背景技術

電火花沉積堆焊技術的工作原理是：當電極與基體接觸時，電路處于短路狀態下，電源輸出放電脈沖，在電極和基體接觸點的小區域范圍內產生極大的電流密度而使接觸點處的電極和基體材料瞬間熔化及氣化，引發火花放電，電極熔化的材料部分過渡到基體表面，若電極繼續接近基體，伴隨機械力擠壓基體，使電極熔融材料牢固的粘結在基體材料表面，使合金層致密性得到提高。由于電火花沉積堆焊的放電過程在瞬間完成，基體不會產生熱擴散和熱變形，具有熱輸入量小、基體基體不發熱等優點，所以廣泛應用在模具、電機主軸等設備的缺陷和小面積破損的精密修復中，還可應用到零件的表面強化和改性處理中。對于磨損零件等修復后再利用屬于再生制造，節約了大量設備維護成本。

電火花沉積堆焊的放電電壓較低，電火花的產生主要靠接觸放電產生。無論是旋轉電極電火花堆焊還是振動電極電火花堆焊，都需要將電極與基體接觸才能產生電火花放電。在電火花沉積堆焊過程中，電極與基體之間需要不斷接觸，當接觸力較大時，電極與基體接觸點的接觸面積增加，電流密度減小，無法擊穿形成微電弧，產生的電火花較少；當接觸力較小時，電極與基體接觸點的接觸面積較小，電流密度較大，容易產生較大的電火花，形成較大的弧坑，引起較大的飛濺；所以，電極與基體之間的接觸力大小直接影響電火花放電的形式和質量過渡的效率，進而影響沉積堆焊層的質量。

在手工操作電極進行電火花沉積堆焊時，電極與基體之間的接觸力無法得到保障，造成火花放電不穩定，沉積堆焊層的質量也無法保障，而且電火花沉積效率低，速度慢，操作時間長，人工操作很容易疲勞，所以，采用自動化的電火花沉積堆焊系統是一個必然的發展方向。在進行電火花沉積堆焊的自動化操作時，電極由機械手或其他機械機構操作，但電極與基體之間的接觸力需要進行單獨的自動控制，目前尚未這樣的技術和設備。通常，在進行電火花沉積堆焊時，電極軸向與基體平面成一定角度，而不是垂直的，所以，當電極因為消耗而變短以后，電極與基體的接觸點的位置也會發生變化，也需要對這個位置變化進行補償。

現有技術中尚缺乏能夠對接觸力大小和接觸位置進行自動調整的裝置。

實用新型內容

為了解決現有技術中的不足，本實用新型提供一種電火花沉積堆焊接觸力自動控制裝置，能夠對運動的電極頭與固定的基體之間的接觸力進行實時自動控制，還可以對因為電極頭消耗而產生的沉積位置的偏差進行自動補償。

為了實現上述目的，本實用新型采用的具體方案為：一種電火花沉積堆焊接觸力自動控制裝置，包括用于驅動電極頭與基體相接觸的執行機構、設置在執行機構與電極頭之間的感應機構、與感應機構電連接并且與執行機構控制連接的控制機構；所述執行機構包括十字滑臺，并且十字滑臺所在平面與所述基體相垂直，十字滑臺驅動連接有用于夾持所述電極頭的角度調節單元；所述感應機構包括固定設置在所述十字滑臺與所述角度調節單元之間的拉壓力傳感器；所述控制機構包括單片機，單片機與所述拉壓力傳感器電連接，單片機通過輸出驅動接口與所述十字滑臺控制連接，單片機通過通信接口通信連接有上位機。