一种堆焊机及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种堆焊机，包括有机座、均设置在机座上的移位机构及装夹机构；还包括设置在移位机构上的焊枪，所述焊枪连接有焊机、送粉器、供气系统、供水系统，移位机构用于带动焊枪横向移动和竖向移动；所述装夹机构包括有用于装夹工件的旋转卡盘以及用于带动旋转卡盘在一竖直面内俯仰摆动的调位机构。用金属粉末作填充料，等离子弧作热源，堆焊钴基或镍基合金等金属粉末，复杂工件得到较好加工。实现全数字化控制，使工艺参数的设定和控制更精细、更精确、更便捷。新型结构焊枪具有密封性、绝缘性和对中性好，及电弧稳定、送粉通畅、材料利用率高、保护效果好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种堆焊机及其使用方法
本专利技术涉及焊接领域，尤其是涉及一种堆焊机及其使用方法。
技术介绍
随着制造业的不断发展，各行业对复杂机加工产品的需求越来越高，锻造、3D打印等金属设备制造方式不断完善。为了满足制造业日益变化的需求，研究设置一种高柔性、能够生产小批量复杂产品的堆焊装置，通过堆焊的方式进行金属制品生产，将金属粉末烧结到复杂金属本体表面上，得到该复杂机加工产品、或起到修复产品和提高产品耐磨作用。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术采用的技术方案是：一种堆焊机，包括有机座、均设置在机座上的移位机构及装夹机构；还包括设置在移位机构上的焊枪，所述焊枪连接有焊机、送粉器、供气系统、供水系统，移位机构用于带动焊枪横向移动和竖向移动；所述装夹机构包括有用于装夹工件的旋转卡盘以及用于带动旋转卡盘在一竖直面内俯仰摆动的调位机构。根据本专利技术的另一具体实施方式，进一步的有，所述送粉器包括储粉筒、设置在储粉筒下方的出粉筒，储粉筒的下端设置有用于连通出粉筒的漏嘴；出粉筒中设置有转盘、刮板及接粉漏斗，转盘的旋转轴沿竖向，储粉筒的漏嘴偏离粉盘的转轴，刮板同样设置在转盘的上方，接粉漏斗设置在转盘下方，出粉筒连通有进气管，接粉漏斗下端的出粉嘴连通焊枪的喷嘴。根据本专利技术的另一具体实施方式，进一步的有，所述旋转卡盘连接有主轴电机，主轴电机用于带动旋转卡盘转动。根据本专利技术的另一具体实施方式，进一步的有，所述旋转卡盘通过第一转轴连接在安装件上，调位机构包括连接安装件的蜗轮以及与蜗轮传动连接的蜗杆。根据本专利技术的另一具体实施方式，进一步的有，所述第一转轴为空心轴；旋转卡盘装夹工件时，工件的一端可容置在第一转轴中。根据本专利技术的另一具体实施方式，进一步的有，所述移位机构包括有横向丝杠、连接在横向丝杠上的横向滑块、连接在横向滑块上的竖向丝杠、连接在竖向丝杠上的竖向滑块，焊枪连接在竖向滑块上。一种堆焊机的使用方法，其特征在于，包括有以下步骤：步骤a，旋转卡盘上装夹工件；步骤b，如果工件上所需加工的曲面的中心轴相对水平面倾斜，通过调位机构调节旋转卡盘的俯仰角度；步骤c，设定加工参数；步骤d，移位机构带动焊枪横向和/或竖向移动，焊枪往工件喷射金属粉末及离子气，金属粉末熔覆在工件上，如果工件上所需加工的面包括有曲面，曲面堆焊过程中旋转卡盘带动工件旋转、且焊枪在曲面上横向和/或竖向移动。本专利技术采用的一种堆焊机，用金属粉末作填充料，等离子弧作热源，堆焊钴基或镍基合金等金属粉末，具有以下有益效果：双轴方向的移位、旋转卡盘及调位机构，复杂工件上的多个曲面均能得到较好加工。此外，(1)采用具有数模转换的特殊功能型PLC(可编程控制器)控制系统，配置专门用于粉末等离子堆焊的编程软件，实现全数字化控制，使工艺参数的设定和控制更精细、更精确、更便捷。(2)通过触摸屏式人机界面来设定工艺参数。(3)采用先进的具有恒流输出特性的IGBT逆变式弧焊机作等离子弧堆焊专用电源并采用数字化的电流调节系统，使焊接系统的功能更全面，调节更精细。(4)旋转卡盘采用步进电机驱动，能精确计数，采用角度计数的工艺控制方式，用这种方式能精确控制工件的位置和工艺参数，为消除工件接头部位的质量缺陷创造了条件。(5)具有“智能”工艺参数设定功能和储存功能，实现工艺参数设定，使操作更便捷，为多种规格产品堆焊时的参数变动提供了方便。(6)采用新型结构的粉末等离子弧堆焊专枪，新型结构焊枪具有密封性、绝缘性和对中性好，及电弧稳定、送粉通畅、材料利用率高、保护效果好的特点。(7)送粉器的转盘、旋转卡盘均采用步进电机数码控制，具有启动转矩高、运转速度稳定、调节精细、重现性好的特点，因而堆焊过程的工艺参数稳定。(8)配置制冷循环供水系统。可以设定和维持较低的冷却水温，大大改善了焊枪的冷却效果，提高了焊枪的使用性能，有利于工艺稳定。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术移位机构的结构示意图；图3为本专利技术卡盘组件的结构示意图；图4为本专利技术送粉器的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。如图1所示，隐藏机座、立柱、焊机、水箱、水泵、水管、气泵、气管、阀体、送粉器等零部件。一种堆焊机，包括有机座、均设置在机座上的移位机构2及装夹机构3；还包括设置在移位机构2上的焊枪4，焊枪4连接有焊机、送粉器、供气系统、供水系统，移位机构2用于带动焊枪4横向移动和竖向移动；装夹机构3包括有用于装夹工件的旋转卡盘31以及用于带动旋转卡盘31在一竖直面内俯仰摆动的调位机构32，旋转卡盘31用于带动工件旋转。移位机构2中，焊枪的横向移动方向如图1和图2所示X方向，焊枪的竖向移动方向如图1和图2所示Z方向；装夹机构3中，旋转卡盘31的摆动方向如图3所示V方向。从四个自由度上加工工件，该四个自由度包括有X方向、Z方向、V方向、卡盘的旋转方向，复杂工件上的平面及曲面均能够得到加工，如复杂工件上的两个发散轴、该两个轴上的壁面能够得到加工。堆焊机的使用方法，其特征在于，包括有以下步骤：步骤a，旋转卡盘上装夹工件；步骤b，如果工件上所需加工的曲面的中心轴相对水平面倾斜，通过调位机构32调节旋转卡盘的俯仰角度；步骤c，设定加工参数；步骤d，移位机构带动焊枪移动，焊枪往工件喷射金属粉末及离子气，金属粉末熔覆在工件上，如果工件上所需加工的面包括有曲面，曲面堆焊过程中旋转卡盘带动工件旋转。还包括有电气系统，电气系统包括有PLC控制器、与PLC控制器连接的触摸屏，配置专门用于粉末等离子堆焊的编程软件，PLC全数字化控制系统、触摸屏人机交互界面；电弧电流大小、送粉量、出水量及气流量等参数均得到控制，使工艺参数的设定和控制更精细、更精确、更便捷。焊枪4的枪体结构为上下枪体式，中间为绝缘体，绝缘体联接上下枪体并将上下枪体绝缘；上枪体、绝缘体及下枪体均设置有水路，通过绝缘体联接上下枪体水路，为内走水式；通过气管引入离子气。焊机为IGBT逆变式弧焊机，采用先进的具有恒流输出特性的IGBT逆变式弧焊机，本焊接机为等离子弧堆焊机。焊枪4包括有弹性钨极夹头，通过钨极夹头装夹钨电极针。粉末等离子弧堆焊，是采用氩气等离子弧作高温热源，采用合金粉末作填充金属的一种表面堆焊合金的工艺方法。在采用联合型等离子弧堆焊时，一般采用两台独立的直流弧焊机作电源，分别供给非转移弧和转移弧。两个电源的负极并联在一起，通过水电缆接至焊枪4的钨电级阴极。非弧电源的正极通过水电缆接至焊枪4的喷嘴。转弧电源的正极接至工件。循环冷却水通过水电缆引至焊枪4，冷却喷嘴和电极。氩气通过电磁气阀和转子流量计进入焊枪4。非弧电源接通后，借助在电极和喷嘴之间产生的高频火花引燃非转移弧。转弧电源接通后，借助非转移弧在钨极和工件间造成的导电通道，引燃转移弧。转移弧引燃后，可保留或切断非转移弧。在等离子焊枪4的阴极(钨电极)和阳极工件间建立起转移型等离子弧后，电能转化成热能，弧柱有很高的温度。等离子弧的热量流向，一是通过等离子弧流把热量过渡到阳极工件，用于加热工件；二是传给堆焊的填充料，加热熔化合金粉末；三是传给了周围的冷气流，其中一部分被近壁面的冷气流带走，一部分传给了喷嘴，一部分以热和光辐射的形式散失。传递到工件的热量，在工件表面产生熔池，该熔池主要是熔化了填充料(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆焊机，其特征在于，包括有机座、均设置在机座上的移位机构(2)及装夹机构(3)；还包括设置在移位机构(2)上的焊枪(4)，所述焊枪(4)连接有焊机、送粉器、供气系统、供水系统，移位机构(2)用于带动焊枪(4)横向移动和竖向移动；所述装夹机构(3)包括有用于装夹工件的旋转卡盘(31)以及用于带动旋转卡盘(31)在一竖直面内俯仰摆动的调位机构(32)。

【技术特征摘要】
1.一种堆焊机，其特征在于，包括有机座、均设置在机座上的移位机构(2)及装夹机构(3)；还包括设置在移位机构(2)上的焊枪(4)，所述焊枪(4)连接有焊机、送粉器、供气系统、供水系统，移位机构(2)用于带动焊枪(4)横向移动和竖向移动；所述装夹机构(3)包括有用于装夹工件的旋转卡盘(31)以及用于带动旋转卡盘(31)在一竖直面内俯仰摆动的调位机构(32)。2.根据权利要求1所述的一种堆焊机，其特征在于，所述送粉器包括储粉筒(51)、设置在储粉筒(51)下方的出粉筒(52)，储粉筒(51)的下端设置有用于连通出粉筒(52)的漏嘴；出粉筒(52)中设置有转盘(53)、刮板(54)及接粉漏斗(55)，转盘(53)的旋转轴沿竖向，储粉筒(51)的漏嘴偏离粉盘的转轴，刮板(54)同样设置在转盘(53)的上方，接粉漏斗(55)设置在转盘(53)下方，出粉筒(52)连通有进气管，接粉漏斗(55)下端的出粉嘴连通焊枪(4)的喷嘴。3.根据权利要求1所述的一种堆焊机，其特征在于，所述旋转卡盘(31)连接有主轴电机，主轴电机用于带动旋转卡盘(31)转动。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤本全，
申请(专利权)人：珠海五八科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44