[发明专利]一种多用途金属粉末修复机

说明书

技术领域

本发明涉及金属结构件缺陷修复技术领域，尤其涉及一种多用途金属粉末 修复机。

背景技术

金属结构件在制造和服役过程中不可避免产生各种微观裂纹，例如焊接裂 纹、热处理裂纹、磨削裂纹、电加工裂纹、电火花裂纹、金属疲劳裂纹、激光 熔覆裂纹等，随着服役时间的增加，微观裂纹不断扩展，造成机械零件的失效， 甚至导致突发性灾难性事故，给国家和人民财产造成巨大损失。由于微观裂纹 的早期扩展多发生在局部范围，因此对尚未达到设计寿命的金属结构件、特别 是重大机械装备零部件的局部微小裂纹的早期修复，对于节省资源，延长装备 的寿命尤为重要。

目前，金属结构件的修复方法主要有常规焊接技术和基于激光技术的激光 填料焊接和激光熔覆技术等。采用常规焊接技术多使用焊枪，如申请号为 CN90222738的“便携式焊枪”和申请号为CN89203471的“双嘴便携式焊枪”， 进行裂纹缺陷部位的手工补焊。由于修复过程中完全需要操作者根据经验判断 修复的位置、时机、修复时间长短和参数，修复质量难以控制。采用基于激光 技术的激光填料焊接和激光熔覆技术，如汪定江等“基于激光熔覆技术的航空 发动机涡轮叶片裂纹修复新工艺”。虽然修复质量得到充分保证，然而现有的 激光焊接和激光熔覆设备体积庞大，需要复杂的数控系统与驱动部件，设备成 本高；而且激光焊接和激光熔覆设备通常针对一种或一类工件根据特定的编程 路径进行修复，通用性差，修复位置受限，无法实施现场不规则裂纹的修复， 修复质量差。

金属结构件缺陷修复技术在模具制品、车床导轨、阀门、轧辊、水轮机叶 片、船舶螺旋桨、动车铁轨、矿山钻头等磨损表面形成抗磨损、耐疲劳的修复 层，从而延长模具、车床导轨、阀门、轧辊、水轮机叶片、船舶螺旋桨、动车 铁轨、矿山钻头等使用寿命。如果通过修复再造延长金属工件寿命50％以上，不 仅会给企业带来巨大经济效益，还可以优化资源配置，节约贵重金属材料，降 低能源消耗，具有显著的社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种多用 途金属粉末修复机，该装置能够快速地自动定位待修复区域，并且不会损伤或 损坏金属结构件，在金属结构件缺陷修复过程中，有助于提高自动定位的效率， 此外，本发明装置制造成本低，使用寿命长，维护和维修简单，本发明采用主 箱门的侧边与外壳铰接，有利于工作人员及时完成对金属结构件的取放，同时， 主箱门对工作人员起到保护作用；采用观察窗口的内框安装有护目镜片，有利 于工作人员对整个修复过程的监测，保护观察者的眼睛；采用控制面板和控制 单元的组合，可以通过控制面板控制六自由度数控机械工作台，更方便精确快 捷；采用熔覆材料送粉器，可以在熔覆材料送粉器内更换不同的金属粉末，保 证金属结构件的强度和金相结构不发生改变；采用等离子发生器的顶端两侧均 连接有送粉管，可以使金属粉末均匀落下分布于金属结构件的待修复区域，有 效避免了修复不均匀的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括外壳、控制单元、 电源模块，外壳的左侧下方设置有下箱门；外壳的右侧上方设置有主箱门，主 箱门的侧边与外壳铰接；主箱门的另一个侧边中部设置有主箱门把手，主箱门 的中部开有观察窗口；观察窗口的内框安装有护目镜片；主箱门的后方内壁固 定安装有竖直固定台；外壳的左侧上方设置有控制面板；竖直固定台的上方固 定连接有六自由度数控机械工作台；主箱门的后方底部固定安装有水平工作台； 外壳的顶端中部上方设置有熔覆材料送粉器；六自由度数控机械工作台的底端 连接有等离子发生器；等离子发生器设置于水平工作台的正上方；等离子发生 器的顶端两侧均连接有送粉管；两根送粉管的顶端均与熔覆材料送粉器连接。

进一步优化本技术方案，所述的六自由度数控机械工作台包括X轴向运动 轴、Z轴向运动轴、Y轴向运动轴；X轴向运动轴的横截面设置为矩形；X轴向 运动轴的一侧中部开有X轴滑槽；X轴滑槽的内部设置有与X轴滑槽配合的X 轴滑块；X轴滑块的外侧与Z轴向运动轴的顶端固定连接；X轴向运动轴的一 端焊接有X轴顶板；X轴顶板的一侧中部固定安装有X轴液压缸；X轴液压缸 的一端中部设置有X轴活塞杆；X轴活塞杆的顶端与Z轴向运动轴固定连接。