一种气门杆端面堆焊装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种气门杆端面堆焊装置，包括十字架焊接操作机，十字架焊接操作机的横臂一端设有焊枪，焊枪下方设有焊接定位机构，焊接定位机构包括位于底部的焊接转台，焊接转台的上方依次设有旋转机构、调节机构及夹紧机构。本实用新型操作方便、性能稳定；本实用新型在完成气门杆端表面堆焊后，合金层硬度达到50 HRC以上，堆焊性能达到熔池铺开成形良好、合金层内部无缺陷、合金层与母材冶金结合性良好等综合性能指标，从而实现了气门使用寿命提高的目标。
【专利说明】一种气门杆端面堆焊装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气门杆端面堆焊装置，具体的说是一种用于内燃机气门杆端面的堆焊装置，属于焊接设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]内燃机气门杆的质量直接影响着气门的使用寿命，在内燃机气门的制造中，气门杆端的质量指标等同于锥面质量指标。各相关生产制造企业在实践中，往往采用:杆端高频淬火、电阻焊片、合金粉末喷焊等方式。其中杆端高频淬火硬化方式，是一般生产制造企业常规的生产方式，应用普遍。但是，这样的工艺加工方式仅适用于气门材料为马氏体材料。对于采用奥氏体材料制作的气门，受材料性能限制，热处理硬度不能达到50HRC以上。所以，一般采用端部电阻焊片(焊接马氏体材料)方式，再实施高频淬火淬硬。也有的企业，直接采用合金材料电阻片焊接方式。在汽车制造业小气门的生产中，少数企业也尝试过采用合金粉末堆焊方式。由于在船用柴油机气门生产中，船用柴油机气门杆部在热处理后，硬度一般在25?35HRC，而气门杆端面在内燃机工作中与摇臂/气门顶杆高频率的接触产生摩擦和碰撞，因此要求气门杆端表面的硬度要高，硬度应该多50HRC，且耐磨性、耐腐蚀性及耐冲击性要好，才能达到工作使用要求和寿命要求。如何利用等离子堆焊技术实现各种规格的内燃机气门杆端部的等离子堆焊功能，从而实现气门使用寿命提高，是业内一直在探索并寻求解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题，是克服现有技术的缺点，提供一种结构合理、性能稳定，利用等离子堆焊机设备，自制配有专用焊枪提升装置、自动夹紧工件的旋转工作台，采用高硬度的合金粉末，对气门杆端面实施堆焊，达到船用柴油机气门杆端面硬度、合金堆焊层结合强度及冶金融合率等技术指标的气门杆端面堆焊装置。
[0004]为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种气门杆端面堆焊装置，包括十字架焊接操作机，十字架焊接操作机的横臂一端设有焊枪，焊枪下方设有焊接定位机构，焊接定位机构包括位于底部的焊接转台，焊接转台的上方设有调节机构，调节机构的两侧分别设有旋动机构及夹紧机构；旋动机构包括驱动装置，驱动装置上部设有摩擦轮，摩擦轮与被测工件一面相触接；夹紧机构包括压紧气缸，压紧气缸连接有压紧轮，压紧轮与摩擦轮的轴线为同一平面，与被测工件另一面相触接。
[0005]本实用新型进一步限定的技术方案是:前述的气门杆端面堆焊装置中驱动装置包括设置于焊接转台内部的调速电机，调速电机的输出端与减速器的输入端相连接，减速器通过输出主轴与摩擦轮相连接，主轴外侧套接有套筒支架，套筒支架的底部与焊接转台过盈配合。
[0006]进一步的，前述的气门杆端面堆焊装置，压紧轮包括压紧轮支架，压紧轮支架内包括至少一组双轴承，双轴承与被测工件形成三点定心结构。
[0007]进一步的，前述的气门杆端面堆焊装置，调节机构包括设置于焊接转台内部的电机，电机的输出端与减速器的输入端相连接，减速器上方连接有定心调高装置，定心调高装置的顶端设有活动顶尖，活动顶尖与被测工件的中心孔相接触。
[0008]进一步的，前述的气门杆端面堆焊装置，定心调高装置为蜗轮蜗杆调节装置、螺纹调节装置或气动调节装置。
[0009]进一步的，前述的气门杆端面堆焊装置，定心调高装置的一侧还设有调整手轮。
[0010]进一步的，前述的气门杆端面堆焊装置，十字架焊接操作机的横臂上设有提枪机构；提枪机构包括调整套筒，调整套筒安装于气缸支座上，气缸支座上设有双柱气缸，双柱气缸通过气缸支架连接焊枪。
[0011]本实用新型的特点是:操作方便、性能稳定。本实用新型完成的气门杆端表面堆焊后，合金硬度层达到50HRC以上、堆焊性能达到熔池铺开成形良好、合金层内部无缺陷、合金层与母材冶金结合性良好等综合性能指标，从而实现了气门使用寿命提高的目标。产品经过堆焊后的检测，缺陷分析、熔接效果分析、硬度层及热影响分析，均达到额定质量指标，并广泛应用于中速机气门产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型旋动机构的结构示意图。
[0014]图3为本实用新型调节机构的结构示意图。
[0015]图4为本实用新型夹紧机构的结构示意图。
[0016]图5为本实用新型提枪机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]本实施例提供的一种气门杆端堆焊装置，结构如图1至图5所示，针对奥氏体材料的内燃机气门杆端上堆焊合金粉末，确保堆焊性能达到熔池铺开成型形良好、合金层硬度达到50HRC以上、合金层内部无缺陷、合金层与母材冶金结合性良好等综合性能指标。
[0018]包括十字架焊接操作机1，该十字架焊接操作机的横臂11 一端设有焊枪12，焊枪的下方设有焊接定位机构。其中，焊接定位机构包括位于底部的焊接转台6，焊接转台的上方依次设有旋动机构2、调节机构3及夹紧机构4。
[0019]旋动机构包括驱动装置，该驱动装置包括设置于焊接转台内部的交流调速电机21，交流调速电机的输出端与减速器22的输入端相连接，减速器通过输出主轴23与摩擦轮25相连接，主轴外侧套接有套筒支架24，套筒支架的底部与焊接转台过盈配合，摩擦轮则与被焊接气门杆部的一面相触接。
[0020]调节机构包括设置于焊接转台内部的电机31，电机的输出端与减速器32的输入端相连接，减速器上方连接有定心调高装置33，本实施例中该定心调高装置为涡轮蜗杆调节装置，同时，在定心调高装置的顶端还设有活动顶尖34，活动顶尖以被焊接气门盘部中心孔为基准，顶尖定位。同时，定心调高装置的一侧还设有调整手轮35。
[0021]夹紧机构包括压紧气缸41，本实施例中采用双支柱气缸结构，以确保气缸运行的稳定性。在压紧气缸上设有压紧轮，压紧轮与摩擦轮的轴线为同一平面，与被焊接气门杆部的另一面相触接。压紧轮包括压紧轮支架42，该压紧轮支架内包括至少一组双滚动轴承43，该双滚动轴承与被焊接气门杆部形成三点定心结构，实现被焊接气门均勾稳定地旋转。
[0022]同时，在十字架焊接操作机的横臂上，焊枪的内侧还设有提枪机构5，该提枪机构安装于焊枪支架13上，包括调整套筒51，该调整套筒安装于气缸支座52上，通过安装于调整套筒上的定位螺栓调整焊枪端口与被焊气阀的位置。同时，在气缸支座上的安装有双柱气缸53，通过气缸支架54连接焊枪。
[0023]为了操作方便，本实施例中还设置了独立的外部控制装置7及等离子堆焊机控制箱8相连接，实现气门杆端堆焊的自动化。将等离子堆焊机的电弧起弧系统与旋动机构相连接，自动实现旋动机构与焊接同步运行，等离子焊枪的摆动系统由等离子焊机控制箱控制，焊接完成前的收弧控制，由等离子堆焊机控制箱控制，焊枪的快速提升由独立的外部控制装置控制，同时，焊接过程中焊枪距离的调整、PLC控制，同时等离子焊枪在等离子焊机母机的控制下，实现焊接电流、送粉量、保护气体、焊枪的摆动量等焊接参数的调整和控制。
[0024]本实用新型使用时:首先将被焊接气门盘部向下安装于调节机构的活动顶尖上，以被焊接气门盘部中心孔为基准，顶尖定位，并使摩擦轮及压紧轮与被焊接气门杆部相接触。开启控制装置按钮，通过电机带动减速器以调整涡轮蜗杆装置及活动顶尖的高度；再通过调整手轮，调整中心位置，以适应不同直径气门杆中心位置的变化。
[0025]其次，开启控制装置控制旋动机构及夹紧机构的运行；使用交流调速电机作为旋动机构的主驱动，带动减速器以驱动输出主轴，利用摩擦轮与输出主轴的连接，驱动被焊接气阀的低速旋转。被焊接气门在摩擦轮的驱动下，通过压紧机构，使被焊接气门杆部与摩擦轮压紧，压紧机构采用双滚动轴承，三点定心方式设计，实现被焊接气门的均匀稳定旋转。
[0026]通过该种方式最终完成被焊接气门的堆焊。
[0027]为了实现等离子堆焊结束后，电弧快速收弧的目的，本实施例中依据等离子堆焊熔池产生的机理，以及对等离子电弧起弧、收弧对焊接熔池易产生焊接缺陷的分析，采用了双气缸结构的快速提升焊枪机构，在等离子堆焊电弧收弧衰减临近结束时，快速提起焊枪，从而有效控制了焊接熔池产生缺陷的形成。
[0028]利用本实用新型完成的气门杆端表面堆焊后，合金层硬度达到50HRC以上，堆焊性能稳定，熔池铺开成形良好、合金层内部无缺陷、合金层与母材冶金结合性良好等综合性能指标，从而实现了气门使用寿命提高的目标。产品经过堆焊后的检测，缺陷分析、熔接效果分析、硬度层及热影响分析，均达到额定性能指标，并广泛应用于中速机气门产品。
[0029]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种气门杆端面堆焊装置，包括十字架焊接操作机，所述十字架焊接操作机的横臂一端设有焊枪，其特征在于:所述焊枪下方设有焊接定位机构，所述焊接定位机构包括位于底部的焊接转台，所述焊接转台的上方设有调节机构，所述调节机构的两侧分别设有旋动机构及夹紧机构；所述旋动机构包括驱动装置，所述驱动装置上部设有摩擦轮，所述摩擦轮与被测工件一面相触接；所述夹紧机构包括压紧气缸，所述压紧气缸连接有压紧轮，所述压紧轮与摩擦轮的轴线为同一平面，与被测工件另一面相触接。
2.根据权利要求1所述的气门杆端面堆焊装置，其特征在于:所述驱动装置包括设置于焊接转台内部的调速电机，所述调速电机的输出端与减速器的输入端相连接，所述减速器通过输出主轴与摩擦轮相连接，所述主轴外侧套接有套筒支架，所述套筒支架的底部与焊接转台过盈配合。
3.根据权利要求1所述的气门杆端面堆焊装置，其特征在于:所述压紧轮包括压紧轮支架，所述压紧轮支架内包括至少一组双轴承，所述双轴承与被测工件形成三点定心结构。
4.根据权利要求1所述的气门杆端面堆焊装置，其特征在于:所述调节机构包括设置于焊接转台内部的电机，所述电机的输出端与减速器的输入端相连接，所述减速器上方连接有定心调高装置，所述定心调高装置的顶端设有活动顶尖，所述活动顶尖与被测工件的中心孔相接触。
5.根据权利要求4所述的气门杆端面堆焊装置，其特征在于:所述定心调高装置为蜗轮蜗杆调节装置、螺纹调节装置或气动调节装置。
6.根据权利要求4所述的气门杆端面堆焊装置，其特征在于:所述定心调高装置的一侧还设有调整手轮。
7.根据权利要求1所述的一种气门杆端面堆焊装置，其特征在于:所述十字架焊接操作机的横臂上设有提枪机构；所述提枪机构包括调整套筒，所述调整套筒安装于气缸支座上，所述气缸支座上设有双柱气缸，所述双柱气缸通过气缸支架连接焊枪。
【文档编号】B23K10/02GK204183093SQ201420610744
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】程宝权, 赵大忠, 李翔 申请人:南京国际船舶设备配件有限公司