本发明专利技术为一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置及方法。该装置包括减速电机、联轴器、主轴、氩弧焊枪、水银滑环、2个轴承座和绝缘板；所述的主轴整体为圆柱形，包括主轴中间段、主轴左段、主轴右段；主轴左段、右段与主轴中间段的配合端的水平配合面之间，分布有云母片；所述的主轴的右段装配有水银滑环的旋转端；水银滑环的固定端接电弧焊焊接电源正极，焊枪被固定在主轴中间段的正上方，焊枪接电弧焊焊接电源负极。本发明专利技术的氩弧重熔设备结构简单、巧妙，且有氩气保护，可以防止工件重熔时表面的氧化。
【技术实现步骤摘要】
一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置及方法
本专利技术属于金属材料表面处理
，特别涉及一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置及方法。
技术介绍
金属表面处理技术可以在不增加太多成本的情况下，强化工件表面或修复废旧的零件，从而提高产品的使用寿命和可靠性，改善机械设备的性能、质量，增强产品的竞争力。特别是对于某些只要求表面性能高的工件，通过表面处理使其表面强化达到使用要求，与采用高性能的材料去生产均质工件相比，表面处理技术对于节约材料、节约能源具有重要意义。然而，金属表面处理技术中的表面重熔处理技术可以均匀金属表面组织、减缓焊缝的淬硬组织和残余应力、有效改善喷涂层与基体间的结合强度和内在质量，从而提高金属及表面强化层的硬度、耐磨性、耐蚀性等性能，近年来已成为表面处理技术研究中的热点。目前，常用的重熔处理方法主要有氩弧重熔、激光重熔、电子束重熔、火焰重熔、感应重熔和热处理炉整体加热等，但是氩弧重熔由于操作简单、设备轻便灵活、易于维护，因此具有较大的推广前景。CN106367707A公开了一种对超音速喷涂WC-12Co涂层进行激光重熔的方法，CN106521384A公开了一种利用电子束重熔技术提高Nb-Si基合金抗氧化性的方法，但是这两种方法共同的缺点是，重熔设备体积大、价格昂贵，因此只适用于一些高端领域的应用，并且只能在平面上进行重熔，不利于广泛推广。CN1420200A公开了一种大型辊表面涂层的重熔方法及其重熔装置，该装置采用火焰对辊表面进行重熔处理，虽然操作方便、效率高、且成本较低，但是火焰重熔热源不集中，对工件的热输入太大，对工件的加热温度太高容易引起基体的组织性能变化，因此该方法有一定的局限性。因此设计出能对圆环工件外圆表面重熔处理，且便于推广的重熔装置与方法就成了表面处理技术中亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置及方法。该装置采用主轴三段式设计，并在主轴最右端装配上水银滑环，从而实现对圆环工件外圆表面的重熔处理。本专利技术的氩弧重熔设备结构简单、巧妙，且有氩气保护，可以防止工件重熔时表面的氧化。本专利技术采取的技术方案如下：一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置，该装置包括减速电机、联轴器、主轴、氩弧焊枪、水银滑环、2个轴承座和绝缘板；所述的主轴整体为圆柱形，包括主轴中间段、主轴左段、主轴右段；主轴中间段整体为“Z”字型，即两端呈L型，主轴左段、右段与主轴中间段的配合端也呈L型，水平配合面之间，分布有云母片；螺栓从上到下依次穿过主轴左段、云母片和主轴中间段的左端，将主轴左段和主轴中间段连接为一体，并固定在左轴承座上；主轴右段与主轴左段的结构、形状相同，与主轴中间段的连接也相同，和主轴中间段连接为一体，固定在右轴承座上；所述的减速电机与左、右两个轴承座均固定在绝缘板；减速电机、联轴器和主轴的左段依次水平相连，并且减速电机、联轴器和主轴同在一条轴线上；所述的主轴的右段装配有水银滑环的旋转端；水银滑环的固定端接电弧焊焊接电源正极，焊枪被固定在主轴中间段的正上方，焊枪接电弧焊焊接电源负极。所述的联轴器为中间设置有绝缘体的轴连器；所述的绝缘体优选为橡胶；所述的对圆环工件外圆表面重熔处理的方法，包括以下步骤：(1)将外圆表面喷涂有NiCrBSi涂层的圆环工件进行清洗；(2)将主轴中间段拆卸下来，使圆环工件过盈配合套在主轴中间段上，然后将主轴左段、主轴右段分别固定在左右两个轴承座上，然后将主轴中间段固定于主轴左段、主轴右段，其中，水平接触面之间设置有云母片；(3)将绝缘板水平放置在工作台上，调整焊枪使其在圆环工件正上方且与主轴处于平行状态；(4)将焊枪固定在圆环工件正上方，且钨极距离工件1.5～3mm，电弧焊焊接电源负极接在焊枪上，电弧焊焊接电源正极接在水银滑环的固定端上，将焊接电流调至30～100A，氩气流速为10L/min，调节减速电机转速，使圆环工件表面的线速度为100～300mm/min。(5)接通减速电机，待圆环工件在主轴的带动下开始旋转时，接通焊接电源引弧后，焊枪开始对工件进行加热重熔，目测工件表面被重熔一周后，断开焊接电源；(6)将焊枪水平平移2.5～3.5mm，接通焊接电源引弧，紧挨着刚刚重熔的地方继续重熔，目测工件表面被重熔一周后，断开焊接电源；(7)重复步骤(6)直到工件表面全部覆盖重熔层；(8)待圆形工件与主轴完全冷却后，将主轴中间段拆卸下来，再将工件取下来，去掉表面的氧化皮，即可得到外圆表面喷涂层经重熔处理的圆环工件。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术与其他对平板件重熔处理的装置不同，该装置的主轴穿过工件，工件与主轴同心，并且主轴较长可以装载多个工件，而焊枪固定在工件的正上方，工作时电机带动主轴旋转，主轴旋转带动工件旋转，焊枪引弧后即可开始重熔处理，因此该装置针对的是对圆环工件的外圆表面及其强化层(喷涂层，熔覆层)的重熔处理。(2)本专利技术装置的主轴采用三段式的设计，主轴中间段与两端用螺母与螺栓连接，并用云母片做垫片使主轴与两端不直接接触，这样可以使得重熔过程中主轴中间段的热量不传递到主轴的两端，主轴两端的轴承座受热膨胀后可能导致卡死，致使主轴停止转动，以及热量传递到联轴器、电机，会损坏联轴器与电机，主轴右端的水银滑环受热后容易损坏，导致氩弧焊接回路断电，重熔处理停止。因此该装置可以连续工作而不用暂停散热，此外主轴中间段可以同时装上多个工件，因此与其他的重熔装置相比，该装置的工作效率较高。(3)在主轴右段装配上水银滑环，水银滑环两端可自由旋转且电导通，这样当主轴旋转时既可以防止接焊接电源导线的缠绕，又可以保证主轴旋转过程中焊接电流不断电；而当前技术中，氩弧焊接电源负极接在焊枪上，正极直接接工件。(4)与激光重熔、电子束重熔相比，氩弧重熔设备便宜，体积小便于运输，工作成本低；与火焰重熔相比，氩弧重熔热源集中，对工件的热输入小，可以防止温度过高会对工件基体进行热处理而改变其性能，且由于氩弧重熔有氩气保护，因此可以防止工件表面在重熔时和空气反应从而降低性能。附图说明图1为本专利技术一种对圆环工件外圆表面重熔处理装置的示意图图2为本专利技术一种对圆环工件外圆表面重熔处理装置的主轴的结构图；其中，图2(a)为主轴中间段的主视图；图2(b)为主轴两端的主视图；图2(c)为云母片的俯视图；图3为本专利技术实施例所制得的重熔后的金属圆环式样照片其中，1-减速电机，2-联轴器，3-绝缘体，4-云母片，5-氩弧焊枪，6-圆环工件，7-主轴，8-螺栓与螺母，9-水银滑环，10-轴承座，11-绝缘板，12-焊接电源负极，13-焊接电源正极，21-螺纹孔，22-主轴左、右段，23-主轴中间段，A-平面A，B-平面B，A1-平面A1，B1-平面B1。具体实施方式以下结合实例对本专利技术做进一步阐述，但本专利技术并不局限于具体实施例。本专利技术一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置(参见图1)包括减速电机1、联轴器2、绝缘体3、主轴、云母片4、氩弧焊枪5、圆环工件6、水银滑环9、轴承座10和绝缘板11；用螺栓与螺母8从左至右依次将减速电机1与两个轴承座10均固定在绝缘板11上，且减速电机1、联轴器2和主轴同在一条轴线上，减速电机1位于绝缘板11的左端(参见图1)；所述的主本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置，其特征为该装置包括减速电机、联轴器、主轴、氩弧焊枪、水银滑环、2个轴承座和绝缘板；所述的主轴整体为圆柱形，包括主轴中间段、主轴左段、主轴右段；主轴中间段的两端呈L型，主轴左段、右段与主轴中间段的配合端也呈L型，水平配合面之间，分布有云母片；螺栓依次穿过主轴左段、云母片和主轴中间段的左端，将主轴左段和主轴中间段连接为一体，并固定在左轴承座上；主轴右段与主轴左段的结构、形状相同，与主轴中间段的连接也相同，和主轴中间段连接为一体，固定在右轴承座上；所述的减速电机与左、右两个轴承座均固定在绝缘板上；减速电机、联轴器和主轴的左段依次水平相连，并且减速电机、联轴器和主轴同在一条轴线上；所述的主轴的右段装配有水银滑环的旋转端；水银滑环的固定端接电弧焊焊接电源正极，焊枪被固定在主轴中间段的正上方，焊枪接电弧焊焊接电源负极。
【技术特征摘要】
1.一种对圆环工件外圆表面重熔处理的装置，其特征为该装置包括减速电机、联轴器、主轴、氩弧焊枪、水银滑环、2个轴承座和绝缘板；所述的主轴整体为圆柱形，包括主轴中间段、主轴左段、主轴右段；主轴中间段的两端呈L型，主轴左段、右段与主轴中间段的配合端也呈L型，水平配合面之间，分布有云母片；螺栓依次穿过主轴左段、云母片和主轴中间段的左端，将主轴左段和主轴中间段连接为一体，并固定在左轴承座上；主轴右段与主轴左段的结构、形状相同，与主轴中间段的连接也相同，和主轴中间段连接为一体，固定在右轴承座上；所述的减速电机与左、右两个轴承座均固定在绝缘板上；减速电机、联轴器和主轴的左段依次水平相连，并且减速电机、联轴器和主轴同在一条轴线上；所述的主轴的右段装配有水银滑环的旋转端；水银滑环的固定端接电弧焊焊接电源正极，焊枪被固定在主轴中间段的正上方，焊枪接电弧焊焊接电源负极。2.如权利要求1所述的对圆环工件外圆表面重熔处理的装置，其特征为所述的联轴器为中间设置有绝缘体的轴连器；所述的绝缘体为橡胶。3.如权利要求1所述的对圆环工件外圆表面重熔处理的方法，其特征为包括以下步骤：（1）将外圆表面喷涂有涂层的圆环工件进...
【专利技术属性】
技术研发人员：董天顺，李小兵，刘利，李国禄，周秀锴，王冉，郑晓东，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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