焊接零件的制造技术

专利名称：焊接零件的制造技术
专利说明本发明大体上涉及一种改进某些特定种类材料的特性的熔合处理。具体地说，本
发明涉及焊接金属零件。 在本申请中为简明起见，任何"焊接"一词包含"焊接、金属包覆、表面硬化、铜焊和 /或钎焊"，任何"已焊接" 一词包含"已焊接、已金属包覆、已表面硬化、已铜焊和/或已钎 焊"。 焊接的辊子、板以及类似的金属制品，其用于恶劣和严酷工作环境中，重点要求其 抗磨损、抗粘附、抗侵蚀、抗气穴、抗氧化及/或抗腐蚀，并且其包括金属基板或者基体，焊 接在其一个或者多个表面。所述基体材料可以是钢、低合金铁材料、铁或高合金铁材料、钴 基合金、镍基合金、或铜基合金。 本说明书通篇中，"制造"一词不仅涉及焊接辊子、板及其它类似金属零件制品的 初级生产，亦涉及这些产品的整修。
背景技术：
制造焊接辊子的一般技术涉及通过电弧焊在相对便宜且较不太耐用的圆柱形金 属基体的外表面上进行焊接操作，在该焊接操作后，将该金属基体从该焊接装置拆下并且 传送至远处的加工装置对其已焊接的表面进行加工(例如通过铣削)以提供具有预定深度 的焊接表面，从而提供具有预定直径以及所需光洁度的焊接辊子。 在内容通过引用的方式并入本文中的W02007/028990中，本发明的申请人披露了 一种用于制造硬面、包覆的金属基体的装置及方法，包括位于包覆位置的焊接设备、对准备 通过该焊接设备在该包覆位置进行金属包覆的基体进行支撑的设备、以及设置为在该包覆 位置对如此包覆基体的表面进行加工的设备。 图1所示为现有技术中制造轧钢厂用的焊接辊子(未示)的装置。所述装置包括 位于包覆位置100处的4个组件，即 a)、大体上标注为2的类似于车床的设备，其用于旋转支撑作为基体的、将通过电 弧焊来进行金属焊接的金属圆柱(未示)； b)、大体上标注为3的用于将金属焊接到该金属圆柱表面的电弧焊设备；
c)、大体上标注为4的对该圆柱的经金属焊接的表面进行加工的设备；
d)、大体上标注为5的监测该圆柱的已焊接零件及/或未焊接表面的激光设备。
装置1包括床身6，设备2 5安装在该床身6的焊接位置100处。车床型设备2 包括以现有方式旋转安装至驱动单元23的头座21，该驱动单元23相对于床身6固定。尾 座22旋转安装至另一单元24，该单元24安装在床身导轨25上，用于也以现有方式在驱动 单元23与相关的头座21之间来回作直线运动。 待焊接的金属圆柱(未示)的轴向相对端部分别安装于相应的头座21和尾座22 上，相对于电弧焊设备3旋转，转轴垂直于设备3的电弧焊枪的纵轴。 以上描述的装置1的作用在于为材料，特别是被焊接的金属零件提供了一种进行
4熔化处理的设备。 提供基体以加工或处理成具有预定直径以及所需光洁度的一个要求是要有多余的待加工材料预置于待加工的零件上。 —旦这些多余材料从零件表面被加工下来，传统做法是将其进行收集以后丢弃于垃圾填埋地、转移到废料厂或者进行再熔化。这些多余材料在所有预置材料中可占很大比例，导致处理过程效率较低。进一步而言，这些被丢弃的多余材料所具有尖锐外形和成份导致处理的成本很高，还会为使用者的健康和安全带来问题。

发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于在制造焊接零件中使用的装置，包括位于焊接位置的焊接设备、在焊接位置对准备通过焊接设备进行焊接的基体进行支撑的设备，和对如此焊接的零件表面进行加工的加工设备；所述装置的特征在于其包括碎片分离器，该碎片分离器包括碎片收集器，在使用中该碎片收集器接收从焊接零件表面上加工下来的碎片，所述碎片收集器与碎片分离器相连，所述碎片分离器将加工下来的碎片按类型至少分至第一出口通道中和第二出口通道中。
相应地本发明允许对这些多余金属进行收集和处理供随后使用。 优选地，第一出口通道是与位于焊接位置的入口相连接或者与存储单元相连接的
反馈通道。这些多余金属在焊接时因此能够被存储和循环进入熔合处理。其有利之处在于，
这些循环利用的多余金属的成份与焊接位置所需要的金属成份相匹配。 优选地，在所述第一出口通道中设置有碾压设备。碾压设备允许多余金属在该设备中被处理成理想的尺寸以利于高效地再使用和/或存储。 优选地，所述碎片分离器被设置成将金属从其余被加工下来的碎片中分离出来。
优选地，所述碎片分离器是磁性装置。加工下来的碎片有磁性，所以磁性装置是优选的。磁性装置可以是线圈。 优选地，所述第一和/或第二出口通道包含传送带，所述第一出口通道和第二出口通道在高度上相互错开。第一出口通道在使用时位于第二出口通道之上，第一出口通道不与第二出口通道相重叠，可选地，第二出口通道可以是通向废物单元的自由下落通道。比较有利的方法是将碎片分离器放置于所述自由下落通道中。 为提供一种顺畅且高效的通过装置，被加工下来的碎片优选通过碎片分类器进行不间断地分类，并且不间断地被返回送到位于包覆位置的入口 。 根据本发明的第二个方面，提供了一种加工焊接零件的装置，包括设置成加工已焊接零件表面的加工设备；所述装置的特征在于其包括碎片分类器，该碎片分类器包括碎片收集器，在使用中该碎片收集器接收从焊接零件表面加工下来的碎片，所述碎片收集器与碎片分离器相连，所述碎片分离器将加工下来的碎片按类型至少分至第一出口通道中和第二出口通道中。 在本发明的第二个方面中，所述加工设备与焊接设备并不位于同一位置。
根据本发明的第三个方面，提供了一种已焊接基体碎片分类器，包括碎片收集器，在使用中接收从焊接零件表面加工下来的碎片，所述碎片收集器与碎片分离器相连，碎片分离器将加工下来的碎片按类型至少分至第一出口通道中和第二出口通道中。
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在本发明的第三个方面中，所述碎片分类器独立于加工设备和焊接设备。 根据本发明的第四个方面，提供了一种制造和加工焊接零件的方法，该方法包括
焊接零件的表面然后加工这个如此焊接的零件；所述方法还包括收集从零件加工中产生
的碎片、并按类型将加工下来的碎片至少分入第一出口通道和第二出口通道。 优选地，所述方法包括通过第一出口通道将所分离的加工下来的碎片中的一种存
储下来，以便随后在焊接零件步骤中使用，可选地，在反馈或者存储所分离的加工下来的碎
片中的一种之前还有碾压步骤。 优选地，所述分离加工下来的碎片的步骤或者所述反馈分离出的加工下来的碎片步骤是在焊接步骤和加工步骤进行的同时不间断地进行的。


本发明的具体实施例将会在下文中通过举例而描述，参考相应附图如下 图1是现有技术中焊接辊子制造装置的主视图； 图2是根据本发明的第一个实施例的焊接装置的示意图； 图3是根据本发明的第二个实施例的流程示意图；禾口 图4是根据本发明的第三个实施例的流程示意图。
具体实施例方式
参见图2，根据本发明的第一实施例的焊接装置，包括焊接设备100 ;铣头102 ;待
焊接零件104 ;漏斗106滞一输送机108 ;磁性设备110 ;刮削器112 ;第二输送机114 ;碾压
设备116 ;第三输送机118和废物单元120。 在操作中，所述铣头102将已经施加于零件104表面的材料切削掉，所述材料是通
过电子束焊接、电弧焊或者激光熔合等熔合处理焊接至零件104表面的。 在电弧焊情况下，通过电弧焊施加至零件104表面的材料可能是熔渣、焊剂和焊
接金属的混合物，所述焊接金属可以是钢、低合金铁材料、铁或高合金铁材料、钴基合金、镍
基合金、或铜基合金。在加工零件104的过程中，金属屑形式的碎片会从零件104的表面喷
射出来。这些碎片可能包含熔渣末和焊剂末。 所述碎片被收集到料斗106中，由所述第一输送机108输送到磁性设备110中。在本实施例中，因为所使用的金属材料具有磁性，磁性设备iio优选同时作为一个碎片分离器。另外，还要考虑到待分离碎片的成份而适当选用特殊的碎片分离器。所述碎片分离器因此是可互换的，根据待分离碎片的不同成份，可选用不同的碎片分离器。
所述磁性设备110沿第一出口通道A中吸引金属碎片，刮削器112将这些金属碎片从所述磁性设备上刮下，并转至第二输送机114上。所述第二输送机114传送这些金属碎片到碾压设备116中，所述碾压设备将金属碎片碾压至大小合适的颗粒以使其被再次使用，比如，作为焊接的熔填金属或者作为添加到焊接焊剂中的填料。如图2所示，被碾压和分类后的金属碎片能循环回到熔化过程中去，或者存储备用。 那些没有被磁性设备IIO所吸引的碎片沿第二出口通道B落到第三输送机118上。所述第三输送机118传送这些碎片到一个废物单元中，因为在所述第二出口通道中的碎片的成份主要是非金属废料比如熔渣。
如上所述，同时参看图2，铣头102在焊接零件104的同时切削掉补强材料。接下
来将金属碎片与熔渣分离的步骤将由以下参考图3-图5所叙述的内容直接或者间接实现。
进一步，所述铣头102的操作可以与焊接过程分开独立进行，也可以远程进行。 参看图3，本发明的第二个实施例的流程示意图示出了在加工之后直接进行金属
分离，其中加工步骤和焊接步骤是同时进行的。 在加工步骤300之后，金属碎片通过一个碾压设备(在图3中未示)实行碎片碾压步骤302。在所述碾压步骤302之后，这些金属碎片可以通过再循环步骤304再循环到熔化处理步骤306中，也可以到存储步骤308中备用。 如果所述金属碎片在焊接过程中存储备用，它们可以通过附加的处理步骤来进行
进一步处理。这些附加的处理步骤可以包括碾压步骤或者进一步的处理步骤。 另外，在焊接处理步骤306中使用的熔渣和焊剂可以在熔渣焊剂分离步骤310中
被收集和分离。对于熔渣焊剂分离步骤310，可以使用筛子收集大的、使用过的微粒状焊剂
和固化熔渣，同时没有被使用过的粉末状焊剂会被收集并在焊剂循环步骤312中循环回到
熔化处理中。 所述固化熔渣可选在固化熔渣碾压步骤314中被碾压，在循环步骤316中再进入
焊接处理306中，或者在收集步骤318中被收集起来丢弃或随后再使用。 参看图4，本发明的第三个实施例的流程示意图，示出了在加工步骤之后的间接的
金属分离，此处，加工步骤和焊接步骤可以是同时进行也可以不是同时进行的。 在图4中，与图3中所描述和示出的类似处理步骤赋以类似的标号。 在加工步骤300之后，金属碎片进行第一输送步骤400和碎片分类步骤中，所述碎
片分类步骤中包含碎片收集器，在使用中收集从焊接零件表面加工下来的金属碎片。所述
金属碎片进行分离步骤404，所述分离步骤使用比如磁性设备IIO，如图2中的相关描述。
所述金属碎片通过碾压设备(在图3中未示)进行碎片碾压步骤302。在碾压步骤302之
后，所述金属碎片可以在循环步骤304再循环进入焊接处理步骤306，也可以进入存储步骤
308中备用。 另外，在焊接处理步骤306中使用的熔渣和焊剂可以在焊剂熔渣分离步骤310中被收集和分离。对于焊剂熔渣分离步骤310，可以使用筛子收集大的、使用过的微粒状焊剂和固化熔渣，同时没有被使用过的粉末状焊剂会被收集，并在焊剂循环步骤312中再循环回到焊接处理中。 所述固化熔渣可选在固化熔渣碾压步骤314中被碾压，在循环步骤316中再进入焊接处理306，或者在收集步骤318中被收集以丢弃或随后再使用。 毫无疑问对于本领域技术人员而言可以有其他合适的、有效的变型。应当理解的是本发明并不局限于上述实施例，在随后的权利要求的本质和范围之中围绕上述实施例的修改变型对于本领域内的技术人员而言都是显而易见的。
权利要求
用于在制造焊接零件中使用的装置，包括位于焊接位置的焊接设备、在所述焊接位置对准备通过所述焊接设备进行焊接的基体进行支撑的设备，和对如此焊接的零件表面进行加工的加工设备；所述装置的特征在于其包括碎片分类器，该碎片分类器包括碎片收集器，在使用中该碎片收集器接收从所述焊接零件表面上加工下来的碎片，所述碎片收集器与碎片分离器相连，所述碎片分离器将所述加工下来的碎片按类型至少分至第一出口通道中和第二出口通道中。
2. 按照权利要求1所述的装置，其中所述第一出口通道是与位于所述焊接位置的入口 相连接的反馈通道。
3. 按照权利要求1所述的装置，其中所述第一出口通道与储存单元相连。
4. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中在所述第一出口通道中设置有碾压设备。
5. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述碎片分离器配置成将金属从其余被 加工下来的碎片中分离出来。
6. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述碎片分离器是磁性设备。
7. 按照权利要求6所述的装置，其中所述磁性设备是线圈。
8. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述第一和/或第二出口通道包含传送带。
9. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述第一出口通道与所述第二出口通道 在高度上互相错开。
10. 按照权利要求9所述的装置，其中所述第一出口通道在使用时位于所述第二出口 通道之上。
11. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述第一出口通道与所述第二出口通 道不相重叠。
12. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述第二出口通道是通向废物单元的 自由下落出口通道。
13. 按照权利要求12所述的装置，其中所述碎片分离器位于所述自由下落出口通道中。
14. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述碎片收集器是漏斗。
15. 按照上述任一项权利要求所述的装置，其中所述焊接设备是电弧焊枪。
16. 按照权利要求2-15中任一项所述的装置，其中在使用时，被加工下来的碎片被所 述碎片分类器连续地分类，并且连续地被反馈至位于所述焊接位置的所述入口 。
17. —种加工焊接零件的装置，包括设置成加工焊接零件表面的加工设备；所述装置 的特征在于其包括碎片分类器，所述碎片分类器包括碎片收集器，在使用中所述碎片收集 器接收从焊接零件表面上加工下来的碎片，所述碎片收集器与碎片分离器相连，所述碎片 分离器将加工下来的碎片按类型至少分至第一出口通道中和第二出口通道中。
18. —种焊接零件碎片分类器，包括碎片收集器，在使用中该碎片收集器接收从焊接零 件的表面上加工下来的碎片，所述碎片收集器与碎片分离器相连，所述碎片分离器将加工 下来的碎片按类型至少分至第一出口通道中和第二出口通道中。
19. 一种制造和加工焊接零件的方法，所述方法包括焊接零件表面然后加工该如此焊接的零件；所述方法的特征在于其包括收集从零件加工中产生的加工下来的碎片，禾口按类型将所述加工下来的碎片分入至少第一出口通道和第二出口通道。
20. 按照权利要求19所述的方法，包括通过所述第一出口通道将所分离的加工下来的 碎片中的一种反馈回到所述焊接零件步骤中使用。
21. 按照权利要求20所述的方法，其中所述加工下来的碎片的分离与将所分离的加工 下来的碎片进行反馈这两个动作是不间断地进行的。
22. 按照权利要求19所述的方法，包括通过所述第一出口通道将所分离的加工下来的 碎片中的一种存储起来，以便随后在所述焊接零件步骤中使用。
23. 按照权利要求20-22中任一项所述的方法，在反馈或者存储所分离的加工下来的 碎片中的一种之前，还包括碾压所述加工下来的碎片的步骤。
24. 按照权利要求19-23中任一项所述的方法，其中所述分离是磁性进行的。
25. 按照权利要求20-24中任一项所述的方法，其中所述存储或者反馈步骤是在进行 焊接步骤和加工步骤的同时不间断地进行的。
26. 按照权利要求19-25中任一项所述的方法，包括沿所述第一和/或第二出口通道传 输所分离的加工下来的碎片。
27. 按照权利要求19-26中任一项所述的方法，其中所述焊接零件的加工是通过铣削 或者车床加工操作实现的。
28. 按照权利要求19-27中任一项所述的方法，其中焊接是通过焊枪实现的。
29. 按照权利要求19所述的方法，其中所述第二出口通道包含通向废物单元的自由下 落通道。
30. 按照权利要求19-29中任一项所述的方法，其中加工如此焊接的零件是在所述焊 接操作的位置上实现的。
31. 大体上如上文和/或参考相应的图2-图4所述的方法。
32. 大体上如上文和/或参考相应的图2-图4所述的装置。
全文摘要
一种用于制造焊接零件的装置和方法，所述装置包括位于焊接位置的焊接设备(100)、在焊接位置对准备通过焊接设备(100)进行焊接的基体(104)进行支撑的设备，和对如此焊接的零件表面进行加工的设备(102)；所述装置的特征在于其包括碎片分类器，该碎片分类器包括碎片收集器(106)，在使用中该碎片收集器接收从焊接零件表面加工下来的碎片，所述碎片收集器(106)与碎片分离器(110)相连，所述碎片分离器将加工下来的碎片按类型至少分至第一出口通道(A)中和第二出口通道(B)中。
文档编号B23K9/04GK101784361SQ200880105166
公开日2010年7月21日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月30日
发明者多里佛·特科 申请人:焊接合金有限公司