一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法技术

本发明专利技术涉及一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，主要解决现有卷筒修复工艺存在的卷筒基体易变形、基体与合金结合强度不高、表面硬度不够、操作环境恶劣等问题。该方法首先对卷筒损伤面局部进行预处理，接着在该表面上进行等离子堆焊，最后对堆焊表面进行加工。与现有修复技术相比，本发明专利技术工艺具有焊接热输入量小、基体热变形小、堆焊层材料稀释率低、表面硬度高、堆焊层与基体结合强度高、修复后使用寿命长、工艺简单工作环境好等优点，并且可仅对磨损部位进行局部修复而不用把原喷焊(喷涂)层全部去除重焊，因而节约了原材料同时缩短了修复周期，提高了工作效率。此外，该工艺也可用于新拉丝机卷筒的生产。 1

Plasma surfacing repair method for drawing machine reel

The invention relates to a plasma welding repair method for a reel of a wire drawing machine, which mainly solves the problems of easy deformation, low bonding strength of matrix and alloy, low surface hardness and bad operating environment in the existing reel repair process. The method first pretreated the damaged surface of the drum, and then plasma surfacing on the surface. Finally, the surfacing surface was machined. Compared with the existing repair technology, the invention has the advantages of small heat input of welding, small thermal deformation of matrix, low dilution rate of the material of the surfacing layer, high surface hardness, high bonding strength of the surfacing layer with the matrix, long service life after repair, simple working environment, and so on. The original spray welding (spraying) layer is removed for re welding, thus saving raw materials while shortening the repair cycle and improving the work efficiency. In addition, the technology can also be used for the production of new drawing machine reels. One

【技术实现步骤摘要】
一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法
本专利技术涉及机械设备
，具体涉及一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法。
技术介绍
拉丝机(又名拔丝机)属于金属制品设备行业，广泛应用于电缆、焊丝、钢丝、制绳丝、预应力钢丝、标准件等金属丝制品的生产。而拉丝机卷筒是拉丝机的重要设备，直接影响到钢丝表面光洁度与矫直度。拉丝机卷筒在使用一段时间后工作锥部位易磨损，导致卷筒强度降低，表面凹凸不平，引起丝材表面机械损伤，影响正常生产和产品质量，需要修复或更换卷筒，而好的修复工艺应使卷筒形变量低、表面硬度高、耐磨性好、修复层与原卷筒结合强度高等。目前修复拉丝机卷筒普遍采用火焰喷焊、超音速喷涂粉末合金的方法。火焰喷焊存在的问题主要有：(1)加热温度高、热输入大且加热温度和加热速度不易掌握,工件受热不均匀易导致卷筒基体严重变形，影响修复后的卷筒质量，甚至导致卷筒报废；(2)喷粉过程由操作人员手工控制，各处喷涂厚度难以控制，质量得不到保证；(3)每次修复须将原喷焊(喷涂)层全部去除再进行喷焊，浪费原材料；(4)喷焊现场温度高，噪音大，工作环境差。超音速喷涂粉末合金方法的主要问题是：(1)一次喷涂所得涂层厚度小，须进行多次喷涂，因而生产效率低；(2)涂层不够致密，表面硬度不够；(3)基体与合金结合强度不够，修复后使用寿命不长；(4)超音速喷涂时现场噪音大，工作环境差。综上，现有的拉丝机卷筒修复方法存在较多缺点和不足，开发一种新的修复工艺显得十分必要和迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有拉丝机卷筒修复方法存在的上述种种不足，提供一种改进的等离子堆焊修复方法，该方法可有效降低热输入以减小基体变形，降低堆焊层材料稀释率，提高其表面硬度以及堆焊层与基体结合强度，简化修复工艺节约原材料，提高生产效率改善工作环境，既可用于拉丝机卷筒的修复也可用于新拉丝机卷筒的生产。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，包括以下步骤：(a)对拉丝机卷筒损伤部位进行处理，清除原喷焊层或原喷涂层，然后除油除杂；(b)在焊接变位机上利用火焰预热枪对卷筒损伤部位进行预热，在卷筒旋转的同时采用水平焊方式对损伤部位进行堆焊；(c)堆焊完成后，待卷筒缓慢冷却后对堆焊部位进行加工，使其满足尺寸与精度要求。进一步的，步骤(a)中具体操作为：首先将待修复处原涂层整圈车除，然后将该部位基体车除一定厚度，最后将车除部位及周边打磨、抛光至表面光洁，除油除杂备用。进一步的，步骤(b)中具体操作为：首先将卷筒安装在焊接变位机上，将等离子喷焊枪固定在卷筒正上方，火焰预热枪伸入卷筒内部对待焊部位进行预热，预热温度为400℃(夏季)或600℃(冬季)。进一步的，步骤(b)中堆焊工艺参数为：等离子喷焊枪距基体表面高度10-15mm，堆焊时离子气流量0.5-1.5L/min，保护气流量10-20L/min，送粉气流量3-5L/min，焊接电流140-200A，焊接电压30-35V。进一步的，堆焊时等离子喷焊枪只作水平横向移动，焊接变位机转动一周等离子喷焊枪往待焊接方向移动5-7mm，相应的卷筒表面线速度为150-200mm/min，焊接过程保持待堆焊部位与焊枪垂直。进一步的，步骤(c)中待合金粉末堆焊至一定厚度，停止堆焊并保持卷筒以原来的转速继续转动冷却。环境温度高于25℃时利用空气进行冷却，环境温度低于25℃时在卷筒上包裹保温材料使其缓慢冷却。进一步的，堆焊所使用的合金粉末为Ni60合金粉末。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)该拉丝机卷筒等离子修复工艺的焊接热输入量低、基体热变形量小(经实践验证变形量在允许公差范围内)、堆焊层材料稀释率低、表面硬度高(可达HRC58-60)、堆焊层与基体结合强度高(300Mpa以上)，修复后使用寿命长；(2)工艺简单，无需多层叠加焊接，工作环境相对较好；(3)可仅对磨损部位进行局部修复，无需将原喷焊(喷涂)层全部去除重焊，既节约原材料，又缩短了修复周期，提高了工作效率，可广泛运用于拉丝机卷筒的生产与修复。附图说明图1为本专利技术提供的卷筒等离子堆焊修复工艺示意图。其中1-焊接变位机，2-等离子喷焊枪，3-待修复卷筒，4-火焰预热枪。具体实施方式为使本领域普通技术人员充分理解本专利技术的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。实施例1夏季利用本专利技术提供的等离子堆焊工艺修复卷筒的步骤如下：第一步：首先将待修复处原喷焊(喷涂)层整圈车除，然后将该部位基体车除0.5mm左右，最后将车除部位及周边打磨、抛光至表面光洁，除油除杂以保证待堆焊面干燥清洁。第二步：将待堆焊卷筒安装在焊接变位机上，等离子喷焊枪经由夹具置于卷筒表面正上方，火焰预热枪如图1所示伸入卷筒内部对待焊部位进行预热，预热温度控制在400℃左右。采用水平焊方式，调整好等离子喷焊枪使其末端距基体表面高度为10mm左右，焊接电流185-190A，焊接电压30-35V，离子气流量1.5L/min，送粉气流量4L/min,保护气流量15L/min。堆焊时等离子喷焊枪只作水平横向移动，卷筒每转一圈等离子喷焊枪平移7mm，卷筒表面线速度为200mm/min，焊接过程连续进行，期间需始终保持待堆焊部位与焊枪垂直。第三步：当合金粉末(Ni60合金，下同)堆焊到一定厚度(约1.5mm)后，卷筒继续保持原来的速度转动进行空冷，最后对堆焊部分进行加工，使其满足尺寸与精度要求。经检测，焊后卷筒的径向收缩量为0.21mm；通过着色探伤、超声探伤检测，堆焊层表面、内部均无裂纹；利用便携式里氏硬度计TH160检测10个点，得到其最终硬度为61.4HRC。实施例2冬季利用本专利技术提供的等离子堆焊工艺修复卷筒的步骤如下：第一步：首先将待修复处原喷焊(喷涂)层整圈车除，然后将该部位基体车除0.5mm左右，最后将车除部位及周边打磨、抛光至表面光洁，除油除杂以保证待堆焊面干燥清洁。第二步：将待堆焊卷筒安装在焊接变位机上，等离子喷焊枪经由夹具置于卷筒表面正上方，火焰预热枪伸入卷筒内部对待焊部位进行预热，预热温度600℃。采用水平焊方式，调整等离子喷焊枪使其末端距基体表面高度10mm左右，焊接电流150-155A，焊接电压30-35V，离子气流量1.5L/min，送粉气流量3.5L/min,保护气流量15L/min。堆焊时等离子喷焊枪只作水平横向移动，卷筒每转一圈等离子喷焊枪平移5mm，卷筒经由变位机带动绕轴心转动，其表面线速度160mm/min。焊接过程连续进行，期间需始终保持待堆焊部位与焊枪垂直。四三步：待合金粉末堆焊到一定厚度(约1.5mm)后，用石棉布包裹卷筒使其保持原来的速度继续转动缓慢冷却，最后对堆焊部分进行加工，使其满足尺寸与精度要求.经检测，焊后卷筒径向收缩量为0.29mm；通过着色探伤、超声探伤检测，堆焊层表面、内部均无裂纹；由便携式里氏硬度计TH160检测10个点，得到其最终硬度为57.6HRC。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)对拉丝机

【技术特征摘要】
1.一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)对拉丝机卷筒损伤部位进行处理，清除原喷焊层或原喷涂层，然后除油除杂；(b)在焊接变位机上利用火焰预热枪对卷筒损伤部位进行预热，在卷筒旋转的同时采用水平焊方式对其损伤部位进行堆焊；(c)堆焊完成后，待卷筒缓慢冷却后对堆焊部位进行加工，使其满足尺寸与精度要求。2.根据权利要求1所述的一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，其特征在于：步骤(a)中首先将待修复处喷焊层或原喷涂层整圈车除，然后将该部位基体车除一定厚度，最后将车除部位及周边打磨、抛光至表面光洁，除油除杂备用。3.根据权利要求1所述的一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，其特征在于：步骤(b)中首先将卷筒安装在焊接变位机上，将等离子喷焊枪固定在卷筒正上方，火焰预热枪伸入卷筒内部对待焊部位进行预热，预热温度为400℃或600℃。4.根据权利要求1所述的一种拉丝机卷筒的等离子堆焊修复方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：常明，方文，周建军，陈炜，杨晓国，王虹，邹泉，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42