一種氣門桿端面堆焊裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種氣門桿端面堆焊裝置，包括十字架焊接操作機，十字架焊接操作機的橫臂一端設有焊槍，焊槍下方設有焊接定位機構，焊接定位機構包括位于底部的焊接轉臺，焊接轉臺的上方依次設有旋轉機構、調節機構及夾緊機構。本實用新型操作方便、性能穩定；本實用新型在完成氣門桿端表面堆焊后，合金層硬度達到50 HRC以上，堆焊性能達到熔池鋪開成形良好、合金層內部無缺陷、合金層與母材冶金結合性良好等綜合性能指標，從而實現了氣門使用壽命提高的目標。
【專利說明】一種氣門桿端面堆焊裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣門桿端面堆焊裝置，具體的說是一種用于內燃機氣門桿端面的堆焊裝置，屬于焊接設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]內燃機氣門桿的質量直接影響著氣門的使用壽命，在內燃機氣門的制造中，氣門桿端的質量指標等同于錐面質量指標。各相關生產制造企業在實踐中，往往采用:桿端高頻淬火、電阻焊片、合金粉末噴焊等方式。其中桿端高頻淬火硬化方式，是一般生產制造企業常規的生產方式，應用普遍。但是，這樣的工藝加工方式僅適用于氣門材料為馬氏體材料。對于采用奧氏體材料制作的氣門，受材料性能限制，熱處理硬度不能達到50HRC以上。所以，一般采用端部電阻焊片(焊接馬氏體材料)方式，再實施高頻淬火淬硬。也有的企業，直接采用合金材料電阻片焊接方式。在汽車制造業小氣門的生產中，少數企業也嘗試過采用合金粉末堆焊方式。由于在船用柴油機氣門生產中，船用柴油機氣門桿部在熱處理后，硬度一般在25?35HRC，而氣門桿端面在內燃機工作中與搖臂/氣門頂桿高頻率的接觸產生摩擦和碰撞，因此要求氣門桿端表面的硬度要高，硬度應該多50HRC，且耐磨性、耐腐蝕性及耐沖擊性要好，才能達到工作使用要求和壽命要求。如何利用等離子堆焊技術實現各種規格的內燃機氣門桿端部的等離子堆焊功能，從而實現氣門使用壽命提高，是業內一直在探索并尋求解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題，是克服現有技術的缺點，提供一種結構合理、性能穩定，利用等離子堆焊機設備，自制配有專用焊槍提升裝置、自動夾緊工件的旋轉工作臺，采用高硬度的合金粉末，對氣門桿端面實施堆焊，達到船用柴油機氣門桿端面硬度、合金堆焊層結合強度及冶金融合率等技術指標的氣門桿端面堆焊裝置。
[0004]為了解決以上技術問題，本實用新型提供一種氣門桿端面堆焊裝置，包括十字架焊接操作機，十字架焊接操作機的橫臂一端設有焊槍，焊槍下方設有焊接定位機構，焊接定位機構包括位于底部的焊接轉臺，焊接轉臺的上方設有調節機構，調節機構的兩側分別設有旋動機構及夾緊機構；旋動機構包括驅動裝置，驅動裝置上部設有摩擦輪，摩擦輪與被測工件一面相觸接；夾緊機構包括壓緊氣缸，壓緊氣缸連接有壓緊輪，壓緊輪與摩擦輪的軸線為同一平面，與被測工件另一面相觸接。
[0005]本實用新型進一步限定的技術方案是:前述的氣門桿端面堆焊裝置中驅動裝置包括設置于焊接轉臺內部的調速電機，調速電機的輸出端與減速器的輸入端相連接，減速器通過輸出主軸與摩擦輪相連接，主軸外側套接有套筒支架，套筒支架的底部與焊接轉臺過盈配合。
[0006]進一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，壓緊輪包括壓緊輪支架，壓緊輪支架內包括至少一組雙軸承，雙軸承與被測工件形成三點定心結構。
[0007]進一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，調節機構包括設置于焊接轉臺內部的電機，電機的輸出端與減速器的輸入端相連接，減速器上方連接有定心調高裝置，定心調高裝置的頂端設有活動頂尖，活動頂尖與被測工件的中心孔相接觸。
[0008]進一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，定心調高裝置為蝸輪蝸桿調節裝置、螺紋調節裝置或氣動調節裝置。
[0009]進一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，定心調高裝置的一側還設有調整手輪。
[0010]進一步的，前述的氣門桿端面堆焊裝置，十字架焊接操作機的橫臂上設有提槍機構；提槍機構包括調整套筒，調整套筒安裝于氣缸支座上，氣缸支座上設有雙柱氣缸，雙柱氣缸通過氣缸支架連接焊槍。
[0011]本實用新型的特點是:操作方便、性能穩定。本實用新型完成的氣門桿端表面堆焊后，合金硬度層達到50HRC以上、堆焊性能達到熔池鋪開成形良好、合金層內部無缺陷、合金層與母材冶金結合性良好等綜合性能指標，從而實現了氣門使用壽命提高的目標。產品經過堆焊后的檢測，缺陷分析、熔接效果分析、硬度層及熱影響分析，均達到額定質量指標，并廣泛應用于中速機氣門產品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0013]圖2為本實用新型旋動機構的結構示意圖。
[0014]圖3為本實用新型調節機構的結構示意圖。
[0015]圖4為本實用新型夾緊機構的結構示意圖。
[0016]圖5為本實用新型提槍機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本實施例提供的一種氣門桿端堆焊裝置，結構如圖1至圖5所示，針對奧氏體材料的內燃機氣門桿端上堆焊合金粉末，確保堆焊性能達到熔池鋪開成型形良好、合金層硬度達到50HRC以上、合金層內部無缺陷、合金層與母材冶金結合性良好等綜合性能指標。
[0018]包括十字架焊接操作機1，該十字架焊接操作機的橫臂11 一端設有焊槍12，焊槍的下方設有焊接定位機構。其中，焊接定位機構包括位于底部的焊接轉臺6，焊接轉臺的上方依次設有旋動機構2、調節機構3及夾緊機構4。
[0019]旋動機構包括驅動裝置，該驅動裝置包括設置于焊接轉臺內部的交流調速電機21，交流調速電機的輸出端與減速器22的輸入端相連接，減速器通過輸出主軸23與摩擦輪25相連接，主軸外側套接有套筒支架24，套筒支架的底部與焊接轉臺過盈配合，摩擦輪則與被焊接氣門桿部的一面相觸接。
[0020]調節機構包括設置于焊接轉臺內部的電機31，電機的輸出端與減速器32的輸入端相連接，減速器上方連接有定心調高裝置33，本實施例中該定心調高裝置為渦輪蝸桿調節裝置，同時，在定心調高裝置的頂端還設有活動頂尖34，活動頂尖以被焊接氣門盤部中心孔為基準，頂尖定位。同時，定心調高裝置的一側還設有調整手輪35。
[0021]夾緊機構包括壓緊氣缸41，本實施例中采用雙支柱氣缸結構，以確保氣缸運行的穩定性。在壓緊氣缸上設有壓緊輪，壓緊輪與摩擦輪的軸線為同一平面，與被焊接氣門桿部的另一面相觸接。壓緊輪包括壓緊輪支架42，該壓緊輪支架內包括至少一組雙滾動軸承43，該雙滾動軸承與被焊接氣門桿部形成三點定心結構，實現被焊接氣門均勾穩定地旋轉。
[0022]同時，在十字架焊接操作機的橫臂上，焊槍的內側還設有提槍機構5，該提槍機構安裝于焊槍支架13上，包括調整套筒51，該調整套筒安裝于氣缸支座52上，通過安裝于調整套筒上的定位螺栓調整焊槍端口與被焊氣閥的位置。同時，在氣缸支座上的安裝有雙柱氣缸53，通過氣缸支架54連接焊槍。
[0023]為了操作方便，本實施例中還設置了獨立的外部控制裝置7及等離子堆焊機控制箱8相連接，實現氣門桿端堆焊的自動化。將等離子堆焊機的電弧起弧系統與旋動機構相連接，自動實現旋動機構與焊接同步運行，等離子焊槍的擺動系統由等離子焊機控制箱控制，焊接完成前的收弧控制，由等離子堆焊機控制箱控制，焊槍的快速提升由獨立的外部控制裝置控制，同時，焊接過程中焊槍距離的調整、PLC控制，同時等離子焊槍在等離子焊機母機的控制下，實現焊接電流、送粉量、保護氣體、焊槍的擺動量等焊接參數的調整和控制。
[0024]本實用新型使用時:首先將被焊接氣門盤部向下安裝于調節機構的活動頂尖上，以被焊接氣門盤部中心孔為基準，頂尖定位，并使摩擦輪及壓緊輪與被焊接氣門桿部相接觸。開啟控制裝置按鈕，通過電機帶動減速器以調整渦輪蝸桿裝置及活動頂尖的高度；再通過調整手輪，調整中心位置，以適應不同直徑氣門桿中心位置的變化。
[0025]其次，開啟控制裝置控制旋動機構及夾緊機構的運行；使用交流調速電機作為旋動機構的主驅動，帶動減速器以驅動輸出主軸，利用摩擦輪與輸出主軸的連接，驅動被焊接氣閥的低速旋轉。被焊接氣門在摩擦輪的驅動下，通過壓緊機構，使被焊接氣門桿部與摩擦輪壓緊，壓緊機構采用雙滾動軸承，三點定心方式設計，實現被焊接氣門的均勻穩定旋轉。
[0026]通過該種方式最終完成被焊接氣門的堆焊。
[0027]為了實現等離子堆焊結束后，電弧快速收弧的目的，本實施例中依據等離子堆焊熔池產生的機理，以及對等離子電弧起弧、收弧對焊接熔池易產生焊接缺陷的分析，采用了雙氣缸結構的快速提升焊槍機構，在等離子堆焊電弧收弧衰減臨近結束時，快速提起焊槍，從而有效控制了焊接熔池產生缺陷的形成。
[0028]利用本實用新型完成的氣門桿端表面堆焊后，合金層硬度達到50HRC以上，堆焊性能穩定，熔池鋪開成形良好、合金層內部無缺陷、合金層與母材冶金結合性良好等綜合性能指標，從而實現了氣門使用壽命提高的目標。產品經過堆焊后的檢測，缺陷分析、熔接效果分析、硬度層及熱影響分析，均達到額定性能指標，并廣泛應用于中速機氣門產品。
[0029]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種氣門桿端面堆焊裝置，包括十字架焊接操作機，所述十字架焊接操作機的橫臂一端設有焊槍，其特征在于:所述焊槍下方設有焊接定位機構，所述焊接定位機構包括位于底部的焊接轉臺，所述焊接轉臺的上方設有調節機構，所述調節機構的兩側分別設有旋動機構及夾緊機構；所述旋動機構包括驅動裝置，所述驅動裝置上部設有摩擦輪，所述摩擦輪與被測工件一面相觸接；所述夾緊機構包括壓緊氣缸，所述壓緊氣缸連接有壓緊輪，所述壓緊輪與摩擦輪的軸線為同一平面，與被測工件另一面相觸接。
2.根據權利要求1所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述驅動裝置包括設置于焊接轉臺內部的調速電機，所述調速電機的輸出端與減速器的輸入端相連接，所述減速器通過輸出主軸與摩擦輪相連接，所述主軸外側套接有套筒支架，所述套筒支架的底部與焊接轉臺過盈配合。
3.根據權利要求1所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述壓緊輪包括壓緊輪支架，所述壓緊輪支架內包括至少一組雙軸承，所述雙軸承與被測工件形成三點定心結構。
4.根據權利要求1所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述調節機構包括設置于焊接轉臺內部的電機，所述電機的輸出端與減速器的輸入端相連接，所述減速器上方連接有定心調高裝置，所述定心調高裝置的頂端設有活動頂尖，所述活動頂尖與被測工件的中心孔相接觸。
5.根據權利要求4所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述定心調高裝置為蝸輪蝸桿調節裝置、螺紋調節裝置或氣動調節裝置。
6.根據權利要求4所述的氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述定心調高裝置的一側還設有調整手輪。
7.根據權利要求1所述的一種氣門桿端面堆焊裝置，其特征在于:所述十字架焊接操作機的橫臂上設有提槍機構；所述提槍機構包括調整套筒，所述調整套筒安裝于氣缸支座上，所述氣缸支座上設有雙柱氣缸，所述雙柱氣缸通過氣缸支架連接焊槍。
【文檔編號】B23K10/02GK204183093SQ201420610744
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】程寶權, 趙大忠, 李翔 申請人:南京國際船舶設備配件有限公司