[实用新型]一种柴油机铝活塞喉口重熔专用设备

说明书

一种柴油机铝活塞喉口重熔专用设备，包括机械装置、电气控制系统、氩弧加热电源系统，机械装置包括第一移动轴、第二移动轴、旋转轴、摆动轴，第一移动轴沿X轴布置，第二移动轴沿Z轴布置，第二移动轴上安装有氩弧焊枪，旋转轴可沿圆周方向运动，旋转轴用于安装铝活塞，摆动轴用于控制旋转轴在X轴、Z轴平面内摆动；氩弧加热电源系统包括氩弧焊机、电位器、电气元件，电位器用于将氩弧电源设置成具有多个峰值电流的电源，电气元件用于选通电位器实现峰值电流的自动切换；电气控制系统控制机械装置运动以及控制氩弧电源。本设计不仅操作简便、生产效率高，而且自动化程度高、控制精度高、重熔质量高、适用范围广。

技术领域

本实用新型涉及发动机制造行业、有色金属零件表面改性领域，尤其涉及一种柴油机铝活塞喉口重熔专用设备，主要适用于提高铝活塞的使用寿命。

背景技术

发动机铝活塞比重小、重量轻，在汽车柴油发动机中得到广泛应用。但随着发动机爆压的大幅提高，铝活塞在热疲劳和机械疲劳的综合作用下，容易出现裂纹与穿孔失效，严重影响发动机可靠性。活塞裂纹主要起源于喉口，在服役过程中承受最大的热负荷，温度高达380℃以上，而且由于该部位处于铝活塞的心部，铸造组织粗大，自身强度也最低。在发动机工作—停机—工作的冷热循环中，活塞也承受高温—低温—高温的热疲劳载荷循环，在温度最高的喉口部位容易发生开裂现象。

要解决活塞开裂问题，就要设法提高活塞喉口部位强度。对于铝合金而言，细化晶粒是最有效的强化手段，通过对喉口进行局部熔化—凝固处理，在快速凝固的过程中得到细晶粒。为实现喉口部位的快速熔凝，研究人员试验了多种高能密度加热方法，有感应加热、火焰加热、激光加热、电子束加热、氩弧加热等等，得到一些可行的试验结果，从最终结果分析，氩弧加热熔凝技术(也称为氩弧重熔技术)效果是最好的。经过氩弧加热熔凝处理后，处理部位的铝硅合金晶粒尺寸细化为原始尺寸的1/8，强度提高50﹪，分析认为能够达到提高铝活塞寿命的目的。但铝合金活塞喉口熔凝强化技术在国际上属于新技术，市场上并没有相关的生产设备。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的操作复杂、生产效率低的缺陷与问题，提供一种操作简便、生产效率高的柴油机铝活塞喉口重熔专用设备。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种柴油机铝活塞喉口重熔专用设备，包括机械装置、电气控制系统、氩弧加热电源系统，所述机械装置包括第一移动轴、第二移动轴、旋转轴、摆动轴，所述第一移动轴沿X轴布置，所述第二移动轴安装在第一移动轴上，第二移动轴沿Z轴布置，第二移动轴可沿X轴移动，第二移动轴上安装有氩弧焊枪，氩弧焊枪可沿Z轴移动，所述旋转轴可沿圆周方向运动，旋转轴的一端用于安装铝活塞，旋转轴的另一端安装在摆动轴上，所述摆动轴用于控制旋转轴在X轴、Z轴平面内摆动，所述氩弧焊枪与铝活塞喉口相互垂直；

所述氩弧加热电源系统，用于提供氩弧电源；

所述电气控制系统，用于控制第一移动轴、第二移动轴、旋转轴、摆动轴运动以及控制氩弧电源。

所述电气控制系统为数控系统，数控系统内置PLC，数控系统通过伺服电机控制第一移动轴、第二移动轴、旋转轴、摆动轴运动。

所述氩弧焊枪的钨极的直径为2.5毫米～3.5毫米，氩弧焊枪的喷嘴的直径为7毫米～10毫米。

所述氩弧加热电源系统包括氩弧焊机、电位器、电气元件；

所述氩弧焊机，用于为氩弧焊枪提供氩弧电源；

所述电位器，用于将氩弧电源设置成具有多个峰值电流的电源；

所述电气元件，用于选通电位器实现峰值电流的自动切换。

所述氩弧电源的额定电流为300安。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：