一种焊修铁路机车、车辆心盘的方法技术

本发明专利技术公开了将带极埋弧堆焊技术应用于铁路机车、车辆心盘堆焊修理的方法，应用本发明专利技术提出的技术方法可以解决将带极堆焊技术应用于铁路机车、车辆心盘修理的关键性技术难题，在附图中：１是心盘，２是焊机机头，３是焊带。应用本发明专利技术提出的技术方案解决铁路机车、车辆心盘的堆焊问题还具有劳动强度低，焊接质量高，焊接效率高，焊接烟尘小，无电焊明弧，焊接成本低等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工件加工修理方法，具体地说它是关于铁路机车、车辆心盘的带极自动埋弧堆焊方法。铁路机车、车辆的上、下心盘是机车、车辆的车体部分和走行部分之间的连接部件，在使用过程中其圆周方向和平面方向会造成很大的磨损或裂损，需要经常加工修理使其恢复原型，其加工手段是在心盘的磨损部位上堆焊金属。现有的加工方式是操作者用电弧焊手工堆焊、用气体保护焊机堆焊以及用丝极埋弧焊机堆焊，手工堆焊和气体保护焊共同缺点是1工作效率低，，2烟尘大污染环境，3由于是明弧焊接所以光污染严重对工人视力损害较大。另外，手工堆焊存在焊接质量不高和劳动强度大的问题，气体保护焊存在焊接成本高的问题。丝极埋弧堆焊的缺点是对母材熔深很大，(对于堆焊来说对母材的熔深要求是越小越好，)由于心盘磨损后的最薄处的厚度只有15毫米左右，而丝极埋弧焊的熔深达到8毫米以上使得心盘在堆焊时变形严重，影响了修理质量。再者由于铁路心盘在使用时其圆周方向不是平均磨损(心盘的前后方向磨损较大，左右方向磨损较小)，使得心盘圆周方向在修理前的形状实际上是椭圆，要在堆焊中将心盘圆周方向恢复为圆形，就需要在心盘圆周方向的堆焊过程中按磨损量的大小分别堆焊。这就影响了焊接过程的连续性。为了克服以上所述心盘加工中的缺点，做到连续高效堆焊就需要找到一新的堆焊方法来修理加工心盘。本专利技术的目的是提供一种劳动强度低，焊接质量高，焊接效率高，焊接烟尘小，无电焊明弧，焊接成本低的铁路机车、车辆心盘专用带极埋弧自动堆焊方法，(本专利技术说称带极就是焊带，带极是专业名词)以克服现有技术的不足。本专利技术可以通过下述步骤来实现，本专利技术提出的铁路机车、车辆心盘带极自动埋弧堆焊的生产方法是将电极形状为带状的埋弧堆焊技术应用于铁路机车、车辆心盘修理的生产过程。它包括焊接设备的特殊工艺性适应方法和焊接工艺方法两部分。实现本方法所需要的堆焊设备是带极自动埋弧焊机。它包括电源，送带机构、控制系统，和特殊配置的能旋转能翻转工件胎具，工件电源给送装置和工件边缘焊剂、熔池遮挡装置，焊机机头和工件距离的三坐标调整装置(其中包括X轴方向距离调整装置、Y轴方向距离调整装置、Z轴方向距离调整装置)，焊机机头或工件行走装置，焊机机头或工件平移装置，焊剂给送和回收机构，机架；实现本方法所需要焊接设备的特殊工艺性适应方法包括为焊机配置能翻转能旋转工件胎具，在焊机上安置工件与焊机机头距离的三坐标调整装置(其中包括X轴方向距离调整装置、Y轴方向距离调整装置、Z轴方向距离调整装置)，安置焊机机头扭转装置，配置工件胎具旋转装置的旋转速度数控系统。焊接工艺方法包括1用带极埋弧堆焊技术修理铁路机车、车辆心盘，2是用可旋转可翻转工件胎具来堆焊心盘的圆周部分和焊修心盘的平面部分以及心盘背面的裂纹，3用数控系统控制工件胎具的旋转速度，以达到在心盘的不同位置堆焊不同厚度的金属，来解决心盘因前后磨损和左右磨损不均匀而造成的心盘失圆问题，4用焊机机头扭转装置解决不同心盘堆焊的圆周方向不同堆焊宽度问题。本专利技术的要点是堆焊设备的特殊工艺性适应方法，其中包括1配置可旋转可翻转工件胎具，2配置焊机机头和工件距离的三坐标调整装置，3配置工件电源给送装置和工件边缘焊剂、熔池遮挡装置，4配置焊机机头或工件行走装置，5配置焊机机头或工件平移装置，6配置工件胎具旋转装置的旋转速度数控系统，7配置焊机机头扭转装置；堆焊工艺方法，其中包括1用带极埋弧堆焊技术焊修心盘，2用可旋转可翻转工件胎具实现堆焊心盘圆周部分和焊修心盘的平面部分以及心盘背面的裂纹，3用数控系统控制工件胎具旋转速度来解决堆焊过程中因心盘前后磨损和左右磨损不均匀问题而造成的心盘前后堆焊厚度大于左右堆焊厚度的问题，4用焊机机头扭转装置解决心盘堆焊的圆周方向不同心盘堆焊宽度不同问题。本专利技术的先进性在于1提出了铁路心盘带极自动埋弧堆焊的方法，因为，在传统的心盘焊修方法中共同的缺点是堆焊效率不是最高，根据科学文献记载带极埋弧堆焊的效率是丝极埋弧堆焊效率的3．2倍，是气体保护焊的效率的6．7倍，是手工焊的效率的6．7倍(资料取自于99版焊接技术手册)。所以，将带极埋弧自动堆焊技术引入铁路机车、车辆心盘的修理过程是目前解决铁路心盘高效堆焊的唯一途径，2通过对堆焊设备的特殊工艺型改造使普通带极埋弧自动堆焊机能适应堆焊铁路机车、车辆心盘的特殊工艺要求，例如可旋转可翻转胎具、焊剂和熔池遮挡装置、焊机机头扭转装置，3提出了在一台焊机上同时解决心盘圆周部分和平面部分的堆焊以及心盘平面部分的裂纹焊接问题的方法，即配置可旋转可翻转胎具使心盘旋转，在堆焊心盘圆周部分磨耗时心盘成直立稍顷斜状态，在焊修心盘平面部分的磨耗以及心盘平面部分的裂纹时心盘成平置状态，4提出了解决心盘因圆周部分磨耗不均匀而造成的失圆问题通过堆焊找圆的方法，因为心盘圆周方向在使用过程中磨损不均匀(车辆运动的前后方向磨损较大，车辆运动的左右方向磨损较小)，使得堆焊以前心盘圆周方向实际上是椭圆，并且椭圆的长轴和短轴相差较大。在一般的堆焊工艺中解决工件的椭圆堆焊复圆问题是在椭圆的长轴方向反复堆焊金属，使之逐渐由椭圆恢复到圆形状态。这种方法有一定的缺点，即1使堆焊表面形成台阶不利于机械加工，也浪费了堆焊原材料和电能，2不利于自动化连续堆焊。本专利技术提出的方法是根据在堆焊工艺规范以内，堆焊层金属的厚薄是以工件与焊机机头的相对运动速度来决定的原理(在其他条件相同的情况下工件与焊机机头的相对运动速度快堆焊层就薄，工件与焊机机头的相对运动速度慢堆焊层就厚)，在可旋转可翻转胎具的旋转机构上安装数控自动调速系统，使工件胎具在旋转过程中可以调速，当焊机机头堆焊到心盘的前后方向磨损部位和左右方向磨损部位的结合处时，心盘由正常堆焊旋转速度逐渐减慢旋转速度，当焊机机头堆焊到心盘的前后方向磨损最深处时心盘的旋转速度降到最低，之后，逐渐加快速度，直至当焊机机头又堆焊到心盘的前后方向磨损部位和左右方向磨损部位的结合处时心盘又恢复到正常的堆焊旋转速度，如此连续进行直至使心盘恢复到真圆状态，5提出了用焊机机头扭转装置解决心盘堆焊的圆周方向不同心盘堆焊宽度不同问题方案，因为心盘承载平面的磨耗深度不一样使每个心盘圆周方向造成堆焊宽度不一样，而焊机又不可能为每个心盘配不同宽度的带极，为了解决这个问题，本专利技术提出的方案是给焊机配置焊机机头扭转装置并且按堆焊宽度最宽的心盘选用带极，当堆焊宽度等于带极宽度时，使焊带的宽度方向与堆焊方向成90°夹角，当堆焊宽度小于带极宽度时，扭转焊机机头，使焊带的宽度方向与堆焊方向成大于或小于90°的夹角。本专利技术与以往技术相比具有堆焊效率高，堆焊质量好，劳动强度小，自动化程度高的优点。附图给出了本专利技术所提出工艺方法解决方案图，下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实旋方法附图说明图1是带极堆焊方案图的主视2是带极堆焊方案图的左视3是本专利技术所提出的可旋转可翻转工件胎具主视4是本专利技术所提出的可旋转可翻转工件胎具左视5是心盘前后磨损和左右磨损不均匀状态6是心盘圆周方向堆焊宽度剖面7是堆焊宽度等于焊带宽度时，焊带的宽度方向与堆焊方向夹角情况8是堆焊宽度小于焊带宽度时，焊带的宽度方向与堆焊方向夹角情况图结合图1～4，图1～2是本专利技术提出的用带极埋弧自动堆焊方法堆焊铁路机车、车辆心盘的工艺方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊修铁路机车、车辆心盘的方法，它包括堆焊设备的特殊工艺性适应方法和堆焊工艺方法，其特征在于：１提出了用带极自动埋弧堆焊技术堆焊铁路心盘的方法，２通过对堆焊设备的特殊工艺型改造使普通带极埋弧自动堆焊机能适应堆焊铁路机车、车辆心盘的特殊工艺要求，３提出了用可旋转可翻转胎具解决心盘圆周部分和平面部分的堆焊以及心盘平面部分的裂纹焊接问题的方法，４提出了用数控技术解决因心盘圆周部分磨耗不均匀造成心盘失圆通过堆焊找圆的方法，５提出了用焊机机头扭转装置解决不同心盘堆焊的圆周方向存在不同堆焊宽度问题方案。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张维克，
申请(专利权)人：张维克，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]