全文摘要
本实用新型公开了一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其包括：滑槽式立柱、焊剂输送导管、环形漏斗底座；环形漏斗底座包括漏斗状的环形底座、设置于环形底座外部的围护垫；焊剂输送导管设置于环形底座的内壁，焊剂输送导管的焊接输送孔通向环形底座的漏斗状腔体；用于固定焊枪且可带动焊枪插入环形底座内而进行埋弧焊作业的滑槽式立柱，其设置有用于固定焊枪的半圆弧槽，焊枪通过固定装置固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。本实用新型能够满足埋弧焊加工时对焊剂连续稳定覆层的需要。
主设计要求
1.一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其特征在于，其包括：滑槽式立柱、焊剂输送导管、环形漏斗底座；所述环形漏斗底座包括漏斗状的环形底座、设置于环形底座外部的围护垫；所述焊剂输送导管设置于环形底座的内壁，所述焊剂输送导管的焊接输送孔通向环形底座的漏斗状腔体；用于固定焊枪且可带动焊枪插入环形底座内而进行埋弧焊作业的滑槽式立柱，其设置有用于固定焊枪的半圆弧槽，所述焊枪通过固定装置固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
设计方案
1.一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其特征在于，其包括：滑槽式立柱、焊剂输送导管、环形漏斗底座；
所述环形漏斗底座包括漏斗状的环形底座、设置于环形底座外部的围护垫；
所述焊剂输送导管设置于环形底座的内壁，所述焊剂输送导管的焊接输送孔通向环形底座的漏斗状腔体；
用于固定焊枪且可带动焊枪插入环形底座内而进行埋弧焊作业的滑槽式立柱，其设置有用于固定焊枪的半圆弧槽，所述焊枪通过固定装置固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
2.根据权利要求1所述的一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其特征在于，所述焊剂输送导管的焊接输送孔为椭圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其特征在于，所述固定装置包括方形定位条，所述定位条一侧比设置有带内螺纹的定位孔，所述滑槽式立柱设置有与定位孔配合且带内螺纹的圆孔，所述焊枪通过定位条配合紧定螺钉固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
4.根据权利要求1所述的一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其特征在于，所述滑槽式立柱的下部设置有倾斜面。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置。
背景技术
焊接加工是常用的机械加工方法，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。
常见的焊接方式主要由熔化焊、压力焊、钎焊等三种组成，埋弧焊属于融化焊中的一种。埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，因其具有焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法，尤其适用于机械加工领域的辊轴类结构件的表面堆焊修复。
辊轴类结构件是常用的机械零件，在日常生产实践中，辊轴因长期摩擦等因素导致辊轴外圆周表面产生磨损，日积月累之后辊轴的直径(外径)及其同轴度、圆度等的实际量已无法满足原有的技术要求，同时会引发整个构件的故障隐患、造成生产质量安全等事故的发生。因此，当辊轴类零部件的直径(外径)磨损量达到一定的当量(数值)时，就必须予以更换，更换下机的失效辊轴通常按报废件处置。报废之后的辊轴一般做废钢处置，也有少部分重新改制加工其他轴(套)类零件使用。
由于辊轴类制品应用广泛，尤其是冶金、机械、矿山等行业的输送辊、轧制辊、矫直辊等，在线使用量较大，对于某些特殊场所使用的辊轴，其合金含量和价值较高。因此，采用报废方式不仅会增加生产维修成本，而且不利于节能减排与资源有序利用回收的基本国策，故对于外圆周表面磨损失效的辊轴进行表面堆焊之后，再行机械加工，恢复其原有的使用功能，就成为当今辊轴类结构件修复的一种主要方式。
所谓的辊轴类外圆周表面堆焊修复方式，就是采用埋弧焊方式，通过专业焊机，利用焊剂与焊丝的高温熔融功能，对业已失效的辊轴类构件进行表面精准焊接，最终在其表面形成一定量的加工余量(覆层)，为后续金属切削加工的奠定基础。因此，埋弧焊加工的质量与效能直接影响到失效辊轴类构件的修复作业的有序顺畅。
目前常见的失效辊轴埋弧焊修复作业，根据辊轴构件的长度和直径、材质，确定需要堆焊的厚度、长度，并选择相适应的焊剂与焊丝，分别采用单一焊枪与并列双焊枪等方式进行焊接覆层。由于辊轴类构件的特点就是圆柱形或圆孔形结构，通常因此确保其圆度和同轴度就是焊接作业的关键点。因此，在埋弧焊修复中，辊轴按照设定的速度以单一方向做旋转运动，而焊枪(含焊剂与焊丝)则固定在辊轴外径最高点，按照设定的速度做单方向的水平运动。故有辊轴的单向旋转和焊枪的单向水平位移组成了失效辊轴埋弧焊修复的运动方式，其中辊轴的单向旋转是主运动，焊枪的单向水平位移是副运动。
目前失效辊轴表面埋弧焊堆焊加工时，采用的是专用焊机。辊轴采用一端夹紧(径向夹住)、另一端定心(轴向顶住)放置在焊机下部的工位上，在传动机构带动下做匀速旋转运动。焊枪置于辊轴外圆周表面最高点，并与辊轴保持设定的间距，焊丝固定在焊枪内实现高温熔融，焊剂在布设在焊点周边区域，在输送导管的引导下，形成对焊点的完全遮蔽和覆层。此时，焊丝是既是填充金属，同时也是导电电极。焊剂在焊接时能够熔化形成熔渣和气体，对熔池起保护和冶金处理作用。焊丝与焊剂共同实现了对失效辊轴外圆周表面埋弧焊堆焊加工，因此焊丝与焊剂的输送稳定性直接影响到失效辊轴埋弧焊修复的质量与效能。
失效辊轴表面埋弧焊用焊剂由大理石、石英、萤石等矿石和钛白粉、纤维素等化学物质组成，呈颗粒状，能够熔化形成熔渣或气体，对熔化金属起保护和冶金物理化学作用的一种焊接材料。在埋弧焊加工中，焊剂在失效辊轴外圆周表面堆焊加工中主要有三方面的功能作用，即：
1)机械保护：焊剂在电弧作用下融化为表层的熔渣，保护焊缝金属在液态时不受周围大气中气体侵入熔池，从而避免焊缝出现气孔夹杂。
2)金属熔融作用：焊剂向熔池过度必要的金属元素。
3)促进焊缝表面光洁平直，便于连续堆焊以及后续金属切削加工。
由于在失效辊轴外圆周表面埋弧焊加工中焊剂的功能作用，要求焊剂必须对焊点(焊丝高温熔融点)完全覆盖，起到隔绝空气防止氧化，保障焊点金属熔池的稳定性和焊缝的完整性。然而，辊轴呈圆柱形结构，焊点在其水平横置状态的外径最高点，颗粒状的焊剂堆砌在焊点上容易坍塌。同时失效辊轴埋弧焊加工时不是处于静止状态而是在传动机构的带动下，围绕辊轴轴心线做匀速旋转运动。而焊点(焊枪与焊丝)做水平方向的匀速运动。因此，在焊枪与辊轴的双重运动作用下，在圆柱体外圆周表面建立连续稳定有效的颗粒状焊剂覆层是极为困难的。而不能有效的建立焊剂覆层，就不能保障失效辊轴外圆周表面埋弧焊加工的质量和效能。
采用垂直立柱与铰链平台形式，可以在圆柱形结构的失效辊轴外圆周表面建立一个相对稳定的平台，供埋弧焊加工时焊剂的堆砌覆层(覆盖)，满足埋弧焊连续焊接加工的需求。但是其也存在一定的不足，就是焊剂受环境因素影响，如何失效辊轴旋转运动和焊枪水平位移中的震动、外界风(降温风机)的吹拂等，会导致堆砌覆盖在辅助平台上的焊剂坍塌，造成焊接熔池的外露，一定程度上会造成失效辊轴埋弧焊加工的质量与效能损失。故需要对现有的失效辊轴外圆周表面埋弧焊加工中焊剂布设方式实施进一步的持续技术改进，满足埋弧焊加工时对焊剂连续稳定覆层的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其能够满足埋弧焊加工时对焊剂连续稳定覆层的需要。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，其包括：滑槽式立柱、焊剂输送导管、环形漏斗底座；环形漏斗底座包括漏斗状的环形底座、设置于环形底座外部的围护垫；焊剂输送导管设置于环形底座的内壁，焊剂输送导管的焊接输送孔通向环形底座的漏斗状腔体；用于固定焊枪且可带动焊枪插入环形底座内而进行埋弧焊作业的滑槽式立柱，其设置有用于固定焊枪的半圆弧槽，焊枪通过固定装置固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
进一步，焊剂输送导管的焊接输送孔为椭圆孔。
进一步，固定装置包括方形定位条，定位条一侧比设置有带内螺纹的定位孔，滑槽式立柱设置有与定位孔配合且带内螺纹的圆孔，焊枪通过定位条配合紧定螺钉固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
进一步，滑槽式立柱的下部设置有倾斜面。
本实用新型采用“分体式”结构，由铰链式滑槽式立柱、焊剂输送导管、环形漏斗底座三部分组成，其中滑槽式立柱座位于上部，由立柱和紧定螺钉、定位条组成，用于连接支撑焊枪，并具有垂直方向的调节功能；环形漏斗底座位于底部，由环形底座和围护垫、螺钉组成，用于围绕焊点给予颗粒状焊剂提供包容型腔；焊剂输送导管位于中间，用于将颗粒状焊剂输送进入环形漏斗中。设计合理、外形简洁、结构紧凑，环形漏斗形成的半封闭包容型腔结构，为颗粒状焊剂提供不受外界侵扰的稳定供给堆砌覆层，满足埋弧焊加工的需求。环形漏斗底座与围护垫采用螺钉连接固定，易于更换，使用维护便捷；滑槽式立柱与紧盯螺钉结构，实现不同直径辊轴的垂直方向焊枪调节功能，安全可靠、实用高效，且改进费用低、投入少、易于现场实施。通用性强，对类似失效辊轴埋弧焊堆焊修复作业中的颗粒状焊剂连续供给状态下覆层覆盖方式改进，具有一定的借鉴、应用价值。
本实用新型具有如下有益效果：
1.设计合理、结构紧凑、外形简捷，易于日常维护。
2.选材普通，加工便利、改进成本低、易于现场实施，性价比较高。
3.环形漏斗底座与围护垫采用螺钉连接固定，易于更换，使用维护便捷。
4.滑槽式立柱与紧盯螺钉结构，具备纵向距离调整位移功能，实现不同直径辊轴的垂直方向焊枪调节，安全可靠、实用高效。
5.位于底部的环形漏斗底座，形成上下开启的半封闭包容型腔结构，颗粒状焊剂在此型腔内实现连续供给，从源头上消除因外界侵扰导致的焊剂坍塌，抗震防风作用显著。
6.无论失效辊轴顺时针或逆时针旋转，由环形底座形成的包容型腔始终保证在辊轴外圆周面形成稳定连续的焊点覆盖层，并随焊枪水平位移做同步位移，熔池保护作用持续稳定。
7.具有一定的扩展性能，可根据焊机与焊枪分布数量，同步调整增加实用新型数量，保证每一处焊枪(焊点)均有一个焊剂包容型腔，满足多工位同步连续埋弧焊加工的需要，省工省时，保障作业效能。
8.通用性强，对类似失效辊轴埋弧焊堆焊修复作业中的颗粒状焊剂连续供给防坍塌状态下覆层覆盖方式改进，具有一定的借鉴、应用价值。
附图说明
图1为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置主视图。
图2为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置右视图。
图3为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置俯视图。
图4为滑槽式立柱主视图。
图5为滑槽式立柱右视图。
图6为滑槽式立柱俯视图。
图7为定位条主视图。
图8为定位条右视图。
图9为定位条俯视图。
图10为楔形输送导管主视图。
图11为楔形输送导管右视图。
图12为楔形输送导管俯视图。
图13为环形漏斗底座右视图。
图14为环形漏斗底座俯视图。
图15为环形漏斗底座剖视图。
图16为围护垫俯视图。
图17为围护垫横向剖视图。
图18为围护垫纵向剖视图。
图19为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置的使用状态主视图。
图20为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置的使用状态右视图。
图21为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置的使用状态俯视图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。
本实用新型的实施方式提供了一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，参见图1-3，其包括：滑槽式立柱1、焊剂输送导管2、环形漏斗底座3，焊剂输送导管的焊接输送孔为椭圆孔，焊剂输送导管具有焊剂加料入口2a，环形漏斗底座包括漏斗状的环形底座3a、设置于环形底座外部的围护垫3b；焊剂输送导管设置于环形底座的内壁，焊剂输送导管的焊接输送孔通向环形底座的漏斗状腔体；用于固定焊枪且可带动焊枪插入环形底座内而进行埋弧焊作业的滑槽式立柱1，其设置有用于固定焊枪的半圆弧槽1a，焊枪通过固定装置固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
固定装置包括方形定位条4，定位条一侧比设置有带内螺纹的定位孔，滑槽式立柱设置有与定位孔配合且带内螺纹的圆孔1b，焊枪通过定位条配合紧定螺钉固定于滑槽式立柱的半圆弧槽中。
滑槽式立柱的下部设置有倾斜面1c。
参见图4-6，滑槽式立柱由立柱和紧定螺钉、定位条组成；立柱的材质为Q-235A，成带半圆弧槽和圆孔的楔形结构，在立柱一侧平面上居中加工半圆弧贯通槽，半圆弧槽的轴心线与立柱的长边平行；在半圆弧槽内加工圆形通孔，圆孔中心线与半圆弧槽轴心线垂直并交汇，圆孔中心线距离立柱顶边以立柱全长的2\/5为宜；立柱另一平面(非半圆弧槽平面)的底部加工成斜面，斜面起始点距离立柱底边以立柱全长的2\/7为宜；立柱底边加工成等腰梯形。梯形倾角与环形漏斗底座的倾角相同；紧定螺钉有1件，为标准件。参见图7-9，定位条的材质为Q-235A热轧钢板，加热弯制焊接成型，在一侧短边平面居中加工以圆形通孔。
参见图10-12，焊剂输送导管的材质为Q-235A，呈带椭圆形通孔和螺纹孔的直角斜楔结构；在斜楔顶面加工椭圆形通孔，椭圆孔圆心位于斜楔顶面长边居中和短边2\/5交汇点；斜楔锐角平面的两侧加工45度斜面，在斜楔锐角平面垂直加工4个螺纹盲孔，盲孔中心连线相互垂直并于斜楔四边平行。
参见图13-15，环形漏斗底座由环形底座和围护垫、螺钉组成；其中环形底座有1件，材质为Q-235A的热轧钢板，加热弯制成上宽下窄的漏斗状，弯制接缝线位于漏斗短边斜面居中部位，在接缝斜面上居中加工4个圆形通孔，圆孔轴心线与底座平面(斜面)垂直、圆心连线与底座四边平行，圆孔中心距与焊剂输送导管四个螺纹盲孔孔距相等；围护垫有1件，材质为耐高温高分子复合材料，包裹在环形漏斗外侧弯制成型，弯制接缝线位于漏斗状短边斜面居中部位，在接缝斜面上居中加工4个圆形通孔，圆孔轴心线与漏斗状斜面垂直、圆心连线与漏斗状四边平行，圆孔中心距与环形底座四个圆孔孔距相等；螺钉有4枚，为标准件。
一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置使用时，需要先行装配，即：
1)环形漏斗底座拼装：将围护垫定向装配在环形底座外侧即可。
2)焊剂输送导管拼装：将输送导管斜楔按照上大下小，直角面朝里、斜面朝外(紧贴环形底座漏斗状内平面)定向装配在环形底座内侧；随后将4枚六角螺钉分别穿越围护垫和环形底座的圆孔，连接并固定在焊剂输送导管的螺纹盲孔中，紧固到位即可。
3)滑槽式立柱拼装：将滑槽式立柱的半圆弧槽与焊枪贴紧，将定位条的圆孔一侧与立柱螺纹孔一侧平面对齐后，将定位条从焊枪底部(立柱斜面)处由下至上定向装配，当定位条圆孔与立柱螺纹孔对齐后，采用紧定螺钉连接并预紧固定；
这样就完成了本实用新型设计的部件拼装，可投入企业生产现场使用，用于失效辊轴的埋弧焊修复作业。现场作业时，将需要堆焊加工的失效辊轴平置于焊机旋转支架上；将安装有焊接输送导管的环形底座放置在失效辊轴埋弧焊加工的起始点部位；调整焊枪位置，将滑槽立柱垂直插入环形底座内侧，将焊剂输送管路插入输送导管的椭圆形孔中，启动焊接作业相关程序，就能进行失效辊轴的埋弧焊堆焊作业。埋弧焊作业时，由于环形底座所形成的包容型腔作用，保障了焊点熔池的有效焊剂覆盖保护功能，具有一定的抗震、防风作用，尤其是从源头上消除了焊剂坍塌的隐患，促进了失效辊轴埋弧焊加工的质量与效能。
参见图19-21，该图示出了堆焊辊轴P、辊轴支承支架M、布置于本实用新型的埋弧焊焊枪T、焊剂覆盖区域B，埋弧焊焊枪T通过紧定螺钉F锁紧。一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的环形焊剂布设装置，根据失效辊轴圆柱体结构特征和焊枪水平位移、辊轴旋转的运动特征，采用分体式结构，无论失效辊轴顺时针或逆时针旋转，由环形底座形成的包容型腔始终保证在辊轴外圆周面形成稳定连续的焊点覆盖层，并随焊枪水平位移做同步位移，熔池保护作用持续稳定，从源头上消除了焊剂坍塌的隐患，促进了失效辊轴埋弧焊加工的质量与效能。设计合理、外形简洁、结构紧凑，环形漏斗形成的半封闭包容型腔结构，为颗粒状焊剂提供不受外界侵扰的稳定供给堆砌覆层，满足埋弧焊加工的需求。环形漏斗底座与围护垫采用螺钉连接固定，易于更换，使用维护便捷；滑槽式立柱与紧盯螺钉结构，实现不同直径辊轴的垂直方向焊枪调节功能，安全可靠、实用高效，且改进费用低、投入少、易于现场实施。通用性强，对类似失效辊轴埋弧焊堆焊修复作业中的颗粒状焊剂连续供给状态下覆层覆盖方式改进，具有一定的借鉴、应用价值。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920049850.9
申请日:2019-01-13
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209334917U
授权时间:20190903
主分类号:B23K 9/32
专利分类号:B23K9/32;B23K9/18
范畴分类:25E;
申请人:上海连山金属材料有限公司
第一申请人:上海连山金属材料有限公司
申请人地址:200940 上海市宝山区水产路1269号216幢210室
发明人:杨伦国
第一发明人:杨伦国
当前权利人:上海连山金属材料有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计