[发明专利]一种可移动式多功能全自动辊子堆焊机

说明书

技术领域

本发明涉及机器零件堆焊装置，特别是一种可移动式多功能全自动辊子堆焊机。

技术背景

由于各种机器零件在运转中的磨损以及机械构件在各种不同介质中工作的腐蚀，会使零部件表面性能和尺寸发生变化，并由此导致机器工作效率降低，甚至使整个设备丧失工作能力。据统计，世界钢产量的1/10由于腐蚀和磨损而损失。机电产品提前失效的原因70%属于腐蚀和磨损，机电产品制造和使用中大约1/3的能源直接消耗于摩擦磨损。而且，机械产品的故障往往是由于个别零件失效造成的，而且零件失效大都是从零件的局部表面开始，有的甚至仅仅表现在零件的表面上，所以提高零部件的表面性能，对零部件表面进行必要的防护与强化以防止腐蚀和磨损，是一项有重大意义的工作。

目前，钢铁、冶金行业的各类辊道因长期处于高负荷的极限工作状态下运转，且受到强腐蚀、高热、严重磨损的多场耦合作用，不可避免的会造成辊道表面的损坏，促使辊道表面过早的出现磨损、氧化、腐蚀、结瘤等损伤，影响到整个生产的运行，最终造成生产的停滞和生产成本的巨大浪费。

近年来，各种硬化技术在钢铁冶金行业得到了广泛的应用，硬面技术的成效越来越明显，部分辊道已经形成了批量生产，采用埋弧、自动焊接等对各种辊道的修复技术日趋成熟。超音速、等离子、激光熔覆、激光相变也得到了广泛的应用。在国际金融风暴中，硬面技术以其独特的优势，在节约资源、节能减排、低碳经济中发挥了重要的作用。

众所周知，没有制造业就没有修复业（修复业又称为再制造，或者定性为绿色制造），有了修复业就有了循环，有了循环再制造就会产生大量的经济效益，进而在循环中自然会产生低碳排放。冶金行业备件修复以及修旧利废属于循环经济和低碳经济范畴，它符合低碳排放标准。首先，钢铁冶金行业大量下线的备品备件若回炉再制造，再制造的过程中必然产生大量的碳排放，因其必然从炼钢入炉到轧制成型要两次动火，动火就会产生大量碳的排放。其次，冶金备件的循环修复没有冶炼和轧制的过程，只有堆焊、热处理等过程。该过程所产生的碳排放是微量的，与回炉再生产相比碳的排放量很少，因此属于低碳经济。再者，因其可无数次的循环修复，因此属于循环经济。结果必然产生大量的经济效益和社会效益。

目前，市场上使用的堆焊技术及设备，主要利用直径Φ3.2～5.0的管状焊丝，例如422H、422HC、43A等，配合107的焊剂，在基体为碳钢和合金钢的辊子表面实现焊接，通过简单的开关控制枪头的动作调整，在轨道表面形成瞬时熔化的焊接熔池，实现焊接和修复，达到所需的金相组织和力学强度，堆焊硬度一般20～60HRC不等。目前，主流焊机存在着工艺参数无法准确设定、调整范围窄等多种缺陷和不足，主要表现在：(1)枪头升降不能实现微调，经常在调整中撞焊枪机头；(2)焊机焊接工况受限，焊接辊子的长度受限，例如5m、6m不等，需根据不同客户需求而定；(3)不能实现不同曲面辊道的堆焊，辊子两端焊接质量较差，不能实现有效焊接；(4)控制程序不够优化，参数调整范围窄，控制系统性能不够稳定，针对不同客户需求的适用性较差。

中国专利公开(公告)号：CN200963723，公开了一种用于强化和修复辊轴类金属零件表面的堆焊机，包括机架、机头、翻转机构、控制设备，所述控制设备通过机头控制卡与机头相连接，同时通过控制电路板、驱动器与翻转机构相连接，以实现各机构的协同精确转动，机头有两个，一个是丝极机头，一个是带极机头；所述控制设备采用工控机，机架为横移式门形机架。通过采用计算机编程计算和控制，实现焊接动作。但调节中任然不可避免撞焊枪机头的缺陷，因枪头升降不能实现微调；控制参数调整范围不够优化；不能实现较长辊子的焊接工作，工况受限。

中国专利公开(公告)号：CN102350565，公开了一种全自动堆焊机，包括机架、机头、翻转机构、控制设备，实现了能对环面结构的不同面一次性整体焊接的工艺，但存在以下不足：(1)枪头升降不能实现微调，偶尔也会出现撞焊枪机头；(2)焊接工况受限，焊接辊子的长度受限；(3)辊子两端焊接质量较差，不能实现有效焊接；(4)控制系统性能不够稳定，针对不同客户需求的适用性较差。这些缺点并没有得到有效的改善，同时各个控制参数调整的范围有限。

发明内容

本发明提供了一种可移动式多功能全自动辊子堆焊机，有效提高了堆焊机控制性能、生产效率和适应性。