[发明专利]一种转轮体的自动堆焊装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型回转体堆焊领域，尤其涉及一种转轮体的自动堆焊装置及方法。

背景技术

转轮体的结构形式见图3，它是水轮机中转轮上的关键部件，它的制造质量直接影响水轮机的工作状态，其外圆表面的大部分为球面形结构，为了保证其外圆表面(9)的耐磨性、耐蚀性，在其表面堆焊有厚度为4～8mm的不锈钢。目前国内都采用人工手把焊的方法在其外圆表面堆焊不锈钢，效率低，而且堆焊层易产生缺陷，产品质量不稳定，若采用专用焊接变位机自动埋弧焊，可大幅提高生产效率和堆焊质量，但由于该工件单重80吨，专用焊接变位机结构十分庞大、造价昂贵，直接制约了自动焊接技术的应用。

发明内容

本发明的目的提供一种转轮体的自动堆焊装置及方法，实现具有球形表面的转轮体等大型回转体的自动堆焊。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种转轮体的自动堆焊装置，其特征在于，包括正面车床、托辊架、摆动装置、自动埋弧电焊机头，正面车床夹盘与托辊架之间放置转轮体，摆动装置转动轴线设在与转轮体水平轴等高位置，自动埋弧电焊机头设置在摆动装置的端部，自动埋弧电焊机头摆动轴心与转轮体堆焊球面球心重合。

摆动装置转动轴线设在与转轮体回转轴线等高位置，自动埋弧电焊机头设置在摆动装置的端部，自动埋弧电焊机头摆动轴心与转轮体堆焊球面球心重合。

所述的摆动装置包括摆动减速机、摆动杆、连杆，摆动减速机与摆动杆相连接，连杆与摆动杆相连接，自动埋弧电焊机头设置在连杆端部。

所述的摆动杆的回转半径等于堆焊球面半径。

焊接步骤叙述如下：

1)将转轮体装夹于正面车床夹盘上，调整托辊架位置和高度，使转轮体轴线与正面车床回转轴线同轴。

2)调整摆动装置位置及摆动杆、连杆长度，使摆动杆的回转半径等于堆焊球面半径，并使自动埋弧电焊机头在堆焊球面最高点所在母线上摆动。

3)调节车床主轴转速，使自动埋弧电焊机头与堆焊球面的相对转动线速度为150～300mm/分钟，调节摆动装置转速，使自动埋弧电焊机头与堆焊球面的相对摆动线速度10～20mm/小时，焊接电流240～280A，堆焊层厚度4～8mm，CO₂气体保护下焊接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：巧妙地利用了常规设备的相关功能实现了具有球形表面的转轮体等大型回转体的自动堆焊，结构简单有效，适用范围广，从试件堆焊效果看，完全满足了设计要求，取得了令人满意的效果。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1侧视图；

图3是转轮体结构示意图。

图中1-转轮体 2-摆动装置 3-自动埋弧焊机头 4-正面车床 5-托辊架 6-摆动减速机 7-摆动杆 8-连杆 9-堆焊球面

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1、图2，一种转轮体的自动堆焊装置，包括正面车床4、托辊架5、摆动装置2、自动埋弧电焊机头3，将转轮体1一端装夹于正面车床4夹盘上，另一端设置在托辊架5上，摆动装置2转动轴线设在与转轮体1水平轴等高位置，自动埋弧电焊机头3设置在摆动装置2的端部，自动埋弧电焊机头3摆动轴心与转轮体1堆焊球面9球心重合。

摆动装置2包括摆动减速机6、摆动杆7、连杆8，摆动减速机6与摆动杆7相连接，连杆8与摆动杆7相连接，自动埋弧电焊机头3设置在连杆8端部。

摆动杆7的回转半径等于堆焊球面9半径。

采用上述装置的焊接步骤叙述如下：

1)将转轮体1装夹于正面车床4夹盘上，调整托辊架5位置和高度，使转轮体1轴线与正面车床4回转轴线同轴。

2)调整摆动装置2位置及摆动杆7、连杆8长度，使摆动杆7的回转半径等于堆焊球面9半径，并使自动埋弧电焊机头3在堆焊球面9最高点所在母线上摆动。从弧段一侧向另一侧摆动，至弧段结束处，焊接完成。

3)调节车床主轴转速，使自动埋弧电焊机头3与堆焊球面9的相对转动线速度为150～300mm/分钟，调节摆动装置2转速，使自动埋弧电焊机头3与堆焊球面9的相对摆动线速度10～20mm/小时，焊接电流240～280A，堆焊层厚度4～8mm，CO₂气体保护下焊接。

本发明巧妙地利用了常规设备如正面车床、自动埋弧电焊机头的相关功能，通过控制正面车床的回转与自动埋弧电焊机头的摆动，实现自动堆焊的目的，具体方案如下：