等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法

文档序号:3011914阅读:704来源:国知局
专利名称:等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法
技术领域
本发明涉及一种等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法。 背景4支术铸件的完成需要经过繁瑣而复杂的程序和步骤,很容易出现砂眼、气 孔、缩松、粘砂、表面粗糙等铸造缺陷。因此,在铸件生产过程中,需要 对上述铸件缺陷进行焊修处理,尤其是针对关键部位的焊接修复,其修复 质量将直接影响到铸件的整体力学性能和使用性能。而在焊接修复前必须 将缺陷部位清理干净,否则将直接影响到缺陷部位的焊接修复质量。目前,铸件缺陷清理方法主要有碳弧气刨、火焰切割以及机械磨削等。针对不同的材质和整体性能要求,其缺陷焊修前的缺陷清理工艺要求 也不同,如E级铸钢件焊修前的缺陷清理不允许采用碳弧气创和火焰切 割等热加工方法,只能采用砂轮磨削、风铣刀铣削等机械方法去除缺陷; 该方法虽然在工艺上能够获得较好缺陷清理质量,从而保证焊接部位的力 学性能,但其缺陷清理工序存在着生产效率低、工艺保证能力差等问题。对于其它允许采用^f友弧气刨进行缺陷清理的铸钢件,虽然清理效率较 高,但清理后会在刨削表面产生夹碳、粘渣、铜斑等缺陷,与此同时,压 缩空气中的水、油等污物易被带入刨削区域;另外,压缩空气对碳弧气刨 后的金属表面有冷却作用,容易在金属表面形成大量的毛细裂紋。上述缺 陷直接影响后续焊接修复的质量,因此,必须进行二次清理以保证焊接修 复的质量。 发明内容针对上述缺陷,本发明解决的技术问题在于,提供一种等离子弧气刨 处理铸件缺陷的方法。本发明提供的等离子弧气刨处理铸件缺陷的方法,将待处理铸件与电 源阳极连接,等离子弧气刨枪的电极与电源的阴极连接;所述等离子弧气刨枪产生的电弧作用于待处理铸件并将待清理缺陷处的金属熔化和/或燃 烧,所述等离子弧气刨枪产生的压缩等离子气将熔化和/或燃烧的金属吹离 缺陷处。优选地,所述等离子弧气刨枪产生的电弧温度为23000~31000°C。 优选地,所述电源输出的空载电压为150-400V;所述电源输出的气刨电流为40~ 1000A。优选地,所采用的压缩空气流量为3 - 8mVh。优选地,所述等离子弧气刨枪的刨削速度为500 ~ 1500mm/min。优选地,所述等离子弧气刨枪与待处理铸件表面之间的夹角范围为35° ~45° 。所述等离子弧气刨枪与刨削方向之间的夹角范围为45° ~90° 。本发明提供的等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法是利用等离子气刨枪 将阴极和阳极之间的压缩空气电离并压缩成高温、高电离度、高能量密度 及高焰流速度的等离子气,形成的压缩电弧使金属熔化、燃烧,并在压缩 离子气的作用下,将熔化的金属以及金属燃烧产生的氧化物等从熔化部位 吹走、实现刨削过程的方法。本发明所述方法与现有技术相比,通过有效控制等离子弧气刨枪产生 的电弧温度和压缩等离子气温度,在保证缺陷部位金属熔化燃烧的同时, 高温气体将熔化的金属及氧化物吹除,有效地保证了缺陷清理后的表面质 量,克服了机械方法清理效率低的问题。本发明具有操作简单、不易断弧、可控性好、刨削表面质量高等优点, 从而有效保证焊修后形成焊缝的力学性能满足工件的使用要求。本发明提供的等离子弧气刨处理铸件缺陷的方法特别适用于E级铸钢 件的铸造缺陷焊前修复。


图1是具体实施方式
中实现本发明所述等离子弧气刨处理铸件缺陷的 方法的系统示意图;图2、图3是本发明所述等离子气刨方法的操作示意图。图中l-等离子气刨枪;2-待处理铸件;3-电源;4-空气压缩机。
具体实施方式
下面结合说明书附图具体说明本实施方式。本发明的设计思想在于将等离子弧气创技术应用于铸钢件的缺陷清 理工序。在缺陷清理过程中,通过控制电弧温度与压缩等离子气温度,等 离子弧将待处理铸件缺陷部位的金属熔化、燃烧,压缩等离子气将熔化的 金属以及金属燃烧产生的氧化物等吹除;在充分保证刨削表面质量、提高 生产效率的同时,为铸件缺陷焊接修复质量提供了有效保证。。请参见图1,该图是实现本发明所述等离子弧气刨处理铸件缺陷的方 法的系统示意图。如图l所示,本发明所述等离子弧气刨处理铸件缺陷的方法中采用直 流正接的电流极性,即,将待处理铸件2与电源3阳极连接,等离子弧气 刨枪1的电极与电源3的阴极连接,应用等离子弧对铸件缺陷进行清理; 所述等离子弧气刨枪1产生的电弧温度为23000~31000°C。其中,所述压缩气体由空气压缩机4提供,由于实现本方法所使用的 电源3和空气压缩机4等装置与等离子气切割系统大致相同,在此未予详 细赘述。当然,将所述待处理铸件2与电源3阴极连接,所述等离子弧气刨枪 1的电极与电源3的阳极连接,同样可以产生等离子弧用于铸件缺陷的清 理,而不局限于上述连接方式。本实施例所述操作工艺中所采用的压缩气体为空气,以节省加工成本。 可以理解地是,也可以采用N2以及Ar和H2等混合气体,只要满足使用需 要,都在本专利的保护范围内。本方法利用等离子气刨枪1将阴极和阳极之间的压缩空气电离,并压 缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的等离子气,形成压缩电 弧使金属熔化、燃烧,并在压缩离子气的作用下,将熔化的金属以及金属燃烧产生的氧化物等从熔化部位吹走、实现刨削过程的方法。采用本发明所述等离子弧气刨处理铸件缺陷的方法进4亍E级铸件缺陷清理后,能够有效保证焊修部位的清理质量,使清理工序的生产效率可以 提高五倍以上。具体地,所述等离子弧气刨电源输出空载电压为140- 160V;所述等 离子弧气刨电源的^T出电流为40- 1000A;所采用的压缩空气流量为3~ 8m3/h。实际操作中,所述等离子气刨枪1与待处理铸件2之间的位置关系, 请参见图2和图3,该图是本发明所述等离子气刨方法的操作示意图。如图2和图3所示,所述等离子弧气刨枪l与待处理铸件2表面间夹 角a为35。 -45° ,即所述等离子弧气刨枪所喷出气流的方向与待处理铸 件表面之间的夹角;所述等离子弧气刨枪l与刨削方向间夹角卩为45° ~ 90° ,即所述等离子弧气刨枪所喷出气流的方向与刨削方向间的夹角。所述等离子弧气刨枪的刨削速度为500~ 1500mm/min。随着刨削过程 的进行,熔池不断向前推进,熔化后的金属及氧化物不断的被吹走,进而 形成刨削沟槽。本发明所述等离子弧气刨方法与碳弧气刨方法的比较如下(1) 碳弧气刨方法采用碳棒或石墨棒作电极,易在刨削表面产生夹 ^暖、粘渣、铜斑等缺陷;本发明所述等离子弧气刨方法采用鴒电极,有效 的避免了上述缺陷。(2) 碳弧气刨方法用压缩空气吹向金属表面时,容易将压缩空气中 的水、油等污物带入刨削区域;本发明所述等离子弧气刨方法将压缩空气 电离成高温等离子气。(3) 碳弧气刨方法中碳棒或石墨棒为耗材;本发明所述等离子弧气 刨方法的刨削过程中电极不燃烧,无需填充电极材料。本发明所述等离子弧气刨处理铸件缺陷的方法对操作者的技能要求 较低,在已掌握碳弧气刨操作技能的基础上,即可掌握其操作要点。综上所述,利用本发明所述等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法进4亍铸 造缺陷的清理后,不会在刨削表面形成渗碳层与淬硬组织,有利于保证焊接部位力学性能要求;同时提高了 E级铸钢件缺陷焊修的生产效率,有效的避免了碳弧气刨方法在保证清理质量方面的不足。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的 普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进 和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法,其特征在于,将待处理铸件与电源阳极连接,等离子弧气刨枪的电极与电源的阴极连接;所述等离子弧气刨枪产生的电弧作用于铸件待处理部位并将缺陷处的金属熔化和/或燃烧,所述等离子弧气刨枪产生的压缩等离子气将熔化和/或燃烧的金属吹离缺陷处,实现缺陷清理过程。
2、 根据权利要求1所述的等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法,其特征 在于,所述等离子弧气刨方法的电弧温度约为23000~31000°C。
3、 根据权利要求2所述的等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法,其特征 在于,所述等离子弧气刨电源的空载电压范围为150-400V;所述等离子弧 气刨的电流范围为40 ~ 1000A。
4、 根据权利要求3所述的等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法,其特征 在于,所采用的压缩空气流量为3~8m3/h。
5、 根据权利要求1至4中任一权利要求所述的等离子弧气刨清理铸件 缺陷的方法,其特征在于,所述等离子弧气刨枪的刨削速度为500 ~ 1500mm/min。
6、 根据权利要求5中任一权利要求所述的等离子弧气刨清理铸件缺陷 的方法,其特征在于,所述等离子弧气刨枪与待处理铸件表面之间的夹角范 围为35° ~45° ;所述等离子弧气刨枪与刨削方向之间的夹角范围为45。 ~ 90° 。
全文摘要
本发明公开一种等离子弧气刨处理铸件缺陷的方法,在充分保证刨削表面质量、提高生产效率的同时,为铸件缺陷的焊接修复质量提供了有效保证。本发明提供的等离子弧气刨清理铸件缺陷的方法,将待处理铸件与电源阳极连接,等离子弧气刨枪的电极与电源的阴极连接,应用等离子弧气刨进行铸件缺陷清理;所述等离子弧气刨枪产生的电弧温度约为23000~31000℃。本发明特别适用于E级铸钢件的铸造缺陷焊前清理工作。
文档编号B23K10/00GK101244478SQ20081008456
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者刘志臣, 王友君, 胡成山, 马清波 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司
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