一种内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置的制作方法

本发明涉及内孔零部件焊接装置技术领域，具体是一种内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置。

背景技术：

柴油机机体、缸头阀座、轴承座、活塞环、缸套等大深度小直径内孔零部件广泛应用于机械装备之中，受到环境腐蚀等因素的影响，不可避免地会发生磨损、腐蚀、划伤等内壁损伤，严重时将导致设备失效而无法正常使用。如柴油机机体与缸套密封面处因服役环境恶劣，经常出现腐蚀、磨损等损伤，导致水腔中的冷却水进入气体腔中，影响发动机的正常工作。因此，如何提供一种能有效修复内孔零部件内壁表面损伤的技术，是本领域技术人员需要解决的问题。堆焊技术是一种有效的表面损伤修复技术，但利用利用传统的堆焊技术很难在狭小的内孔空间操作，这主要是因为现有的各种焊枪尺寸较大，不易置入内孔工作，另外传统堆焊技术因热影响较大，易导致工件变形，不能满足精密焊接需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，具有焊补精度高、焊补冲击小、热影响区小、结合强度高、操作工艺简单和应用范围广的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，包括工件和设备，所述设备的底部设置工件，设备电连接操作柜，设备连接在精密补焊机上；所述设备由自动送丝机、升降桥、导向光杠、前后微调结构、左右对中结构、自动升降结构、焊枪、自动进给结构、旋转伺服电机、自动旋转结构和线束支撑结构组成，在升降桥的顶部的一侧设置自动送丝机，升降桥通过导向光杠连接左右对中结构，左右对中结构的一侧设置前后微调结构，左右对中结构的顶部设置自动升降结构，升降桥上设有自动旋转结构，自动旋转结构包括支撑及导向机构、大齿轮、大齿轮固定托架、旋转主轴和小齿轮，支撑及导向机构安装在升降桥的顶部，在支撑及导向机构的一侧设有旋转伺服电机，在支撑及导向机构的另一侧设有线束支撑结构，支撑及导向机构的底部连接有旋转主轴，旋转主轴上固定连接大齿轮，大齿轮啮合小齿轮，小齿轮连接在旋转伺服电机上，大齿轮的底部设有大齿轮固定托架，旋转主轴的底部连接有自动进给结构，自动进给结构包括丝杆电机、进给导杆、可旋转夹枪块、自动送丝机出丝头、送丝角度调节架、进给运动限位开关、高精度微型直线导轨和进给丝杆，高精度微型直线导轨连接在旋转主轴上，在高精度微型直线导轨的一端安装丝杆电机，高精度微型直线导轨的另一端设置进给运动限位开关，丝杆电机连接进给丝杆，进给丝杆贯穿连接进给导杆，进给导杆的底部通过可旋转夹枪块安装焊枪，进给导杆还安装有送丝角度调节架，在送丝角度调节架的底部设置自动送丝机出丝头。

作为本发明进一步的方案：所述设备还配备有高清工业相机，高清工业相机安装在工业相机调整机架上，高清工业相机上设置有目镜。

作为本发明进一步的方案：所述设备受控于操作柜。

作为本发明进一步的方案：所述升降桥在导向光杠上上下移动。

与现有技术相比，本发明有益效果：

本内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，能够高效修复传统堆焊难以修复的内孔零部件密封面的损伤，修复后零件无变形，且修补层组织致密，结合强度高，成形好，修复效果可与电子束焊、激光焊相媲美，通过精密脉冲控制方式，焊接时相对激光焊接的受热面积大，从而大大的提高了焊接效率；利用脉冲焊接功能确保了高效的同时，又能降低了工件的温度，使工件在焊接过程不会发生变形。

附图说明

图1为本发明的工件和设备连接示意图；

图2为本发明的设备配备的部件示意图；

图3为本发明的整体结构示意图；

图4为本发明的自动进给结构示意图；

图5为本发明的自动旋转结构结构示意图；

图6为本发明的高清工业相机结构示意图。

图中：1-工件；2-操作柜；3-精密补焊机；4-高清工业相机；41-目镜；42-工业相机调整机架；5-设备；51-自动送丝机；52-升降桥；53-导向光杠；54-前后微调结构；55-左右对中结构；56-自动升降结构；57-焊枪；58-自动进给结构；581-丝杆电机；582-进给导杆；583-可旋转夹枪块；584-自动送丝机出丝头；585-送丝角度调节架；586-进给运动限位开关；587-高精度微型直线导轨；588-进给丝杆；59-旋转伺服电机；60-自动旋转结构；601-支撑及导向机构；602-大齿轮；603-大齿轮固定托架；604-旋转主轴；605-小齿轮；61-线束支撑结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例中，一种内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，包括工件1和设备5，设备5的底部设置工件1，设备5电连接操作柜2，设备5受控于操作柜2，采用高精准智能控制系统，保证焊接时不会使工件温度不会过高导致产品变形，设备5连接在精密补焊机3上，设备5还配备有高清工业相机4，高清工业相机4安装在工业相机调整机架42上，高清工业相机4上设置有目镜41，由于在零部件内部工作，为方便观察，安装监控系统，焊接时配有高清工业相机4，光源经过处理后显示在显示屏上，便于操作者观察，实时对焊枪的上下、左右方向进行精细微调，保证主轴带动焊枪实现与工件内孔的同心旋转。焊接完毕后，按下断电授权键，系统会自动检查各个气路和电路情况，如未达到断前要求，人机界面会有安全提示，显示各个部位是否达到断电要求，当达到断电要求后，切断重点源，焊接时配有高清工业相机4，光源经过处理后显示在显示瓶上，便于操作者观；设备5由自动送丝机51、升降桥52、导向光杠53、前后微调结构54、左右对中结构55、自动升降结构56、焊枪57、自动进给结构58、旋转伺服电机59、自动旋转结构60和线束支撑结构61组成，在升降桥52的顶部的一侧设置自动送丝机51，升降桥52通过导向光杠53连接左右对中结构55，升降桥52在导向光杠53上上下移动，左右对中结构55的一侧设置前后微调结构54，前后微调结构54对左右对中结构55实现微调，左右对中结构55的顶部设置自动升降结构56，升降桥52上设有自动旋转结构60，自动旋转结构60包括支撑及导向机构601、大齿轮602、大齿轮固定托架603、旋转主轴604和小齿轮605，支撑及导向机构601安装在升降桥52的顶部，在支撑及导向机构601的一侧设有旋转伺服电机59，在支撑及导向机构601的另一侧设有线束支撑结构61，支撑及导向机构601的底部连接有旋转主轴604，旋转主轴604上固定连接大齿轮602，大齿轮602啮合小齿轮605，小齿轮605连接在旋转伺服电机59上，大齿轮602的底部设有大齿轮固定托架603，旋转主轴604的底部连接有自动进给结构58，自动进给结构58包括丝杆电机581、进给导杆582、可旋转夹枪块583、自动送丝机出丝头584、送丝角度调节架585、进给运动限位开关586、高精度微型直线导轨587和进给丝杆588，高精度微型直线导轨587连接在旋转主轴604上，在高精度微型直线导轨587的一端安装丝杆电机581，高精度微型直线导轨587的另一端设置进给运动限位开关586，丝杆电机581连接进给丝杆588，丝杆电机581带动进给丝杆588转动，进给丝杆588贯穿连接进给导杆582，进给导杆582的底部通过可旋转夹枪块583安装焊枪57，焊枪57进行焊接，进给导杆582还安装有送丝角度调节架585，送丝角度调节架585实现角度的调节，在送丝角度调节架585的底部设置自动送丝机出丝头584。

本内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，采用断续的高能电脉冲，在电极和工件1之间形成瞬时电弧，使修补材料和工件1迅速熔接在一起，达到冶金结合，从而实现工件1表面尺寸的恢复，高能脉冲精密焊接技术在工作过程中采用的脉冲电弧能量输入方式，与一般的脉冲氩弧焊有很大不同，一般脉冲氩弧焊采用持续电弧，即在脉冲的间隙以小电流维持电弧的燃烧，其脉冲时间在几秒以上。高能脉冲焊接技术的脉冲电弧采用的是断续电弧，即每次脉冲的产生都是由起弧、维弧、熄弧3个过程组成，每个脉冲的时间为几十毫秒，两个脉冲电弧间有几秒到十几秒的间隔时间，使被修复工件1有充分的冷却时间，本内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置具有如下特点，1焊补精度高，通过对脉冲电流和脉冲时间的精确控制，最小修复宽度为0.2mm；2焊补冲击小，由于脉冲作用时间极短，能量集中，其焊补应力和焊后变形都较小；3热影响区小，对基体的热输入小，基体基本无宏观热变形；4结合强度高，基体与补材属于冶金结合，适合各种加工方式，不会出现结合不牢固、脱落现象；5操作工艺简单，可实现手工操作及自动化控制；6应用范围广，可实现精密修复磨损、腐蚀、划痕、裂纹及缺陷的焊补、特形表面修复、局部不解体现场修复，采用了视频系统，方便精准部位的焊接，同时增加了焊接过程中焊道接头的处理工艺，即可避免人工操作时容易出现的表面缺陷，同时还是产品的一致性强，质量有保证，采用高精准智能控制系统，焊接时不会使工件温度不会过高导致产品变形。

本内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，220V，50Hz市电接入设备5，拨动空气开关到开档后，旋动钥匙开关，系统通电，系统通电后，10秒钟系统反应时间，自我检索，后操作页面弹出即可正常运行。操作者下达命令给上位机注：上位机是7寸触摸屏彩色文本器，上位机接受命令后开始给下位机信号注：下位机是可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller缩写PLC，后文中下位机直接用PLC代替，PLC接受到信号后开始控制各个部件结构运行，步进电机旋转带动自动升降结构56升降控制设备到达焊接位置，在通过自动进给结构58的丝杆电机581调试到焊接区域，前期预备工作完成。开始焊接后主轴旋转伺服电机59旋转，小齿轮605带动大齿轮602使旋转主轴604旋转，完成环形工件1端面的焊接动作，经过自动送丝机出丝头584的速度调节，使送丝速度和焊接速度有效的结合，在电弧的高能量下对磨损部位进行高效修补。

综上所述：该内孔零部件内壁损伤的自动控制精密脉冲焊接装置，本发明能够高效修复传统堆焊难以修复的内孔零部件密封面的损伤，修复后零件无变形，且修补层组织致密，结合强度高，成形好，修复效果可与电子束焊、激光焊相媲美，通过精密脉冲控制方式，焊接时相对激光焊接的受热面积大，从而大大的提高了焊接效率；利用脉冲焊接功能确保了高效的同时，又能降低了工件的温度，使工件1在焊接过程不会发生变形。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。