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焊剂平铺装置，其包括：铰链式保护座、定位构件、连接轴；所述铰链式保护座包括：焊点焊剂保护挡板(7)、设置于保护板一端的金属铰链(8)，所述焊点焊剂保护挡板(7)远金属铰链端设置有焊枪及焊剂预留孔(4)；所述连接轴(11)下端部连接于金属铰链，所述连接轴上部设置有将该焊剂平铺装置安装于焊机的定位构件(1)。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焊剂平铺装置，其特征在于，其包括：铰链式保护座、定位构件、连接轴；所述铰链式保护座包括：焊点焊剂保护挡板(7)、设置于保护板一端的金属铰链(8)，所述焊点焊剂保护挡板(7)远金属铰链端设置有焊枪及焊剂预留孔(4)；所述连接轴(11)下端部连接于金属铰链，所述连接轴上部设置有将该焊剂平铺装置安装于焊机的定位构件(1)。
设计方案
1.一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置，其特征在于，其包括：铰链式保护座、定位构件、连接轴；
所述铰链式保护座包括：焊点焊剂保护挡板(7)、设置于保护板一端的金属铰链(8)，所述焊点焊剂保护挡板(7)远金属铰链端设置有焊枪及焊剂预留孔(4)；
所述连接轴(11)下端部连接于金属铰链，所述连接轴上部设置有将该焊剂平铺装置安装于焊机的定位构件(1)。
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焊剂平铺装置，其特征在于，所述铰链式保护座焊点焊剂保护挡板(7)为方形板。
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焊剂平铺装置，其特征在于，所述金属铰链包括：与连接轴相连的中间段铰链(2)、设置于中间段铰链两端且与焊点焊剂保护挡板(7)相连的外侧段铰链(3)；
所述中间段铰链、外侧段铰链通过转轴部件共轴布置。
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焊剂平铺装置，其特征在于，所述焊枪及焊剂预留孔(4)包括位于半圆形孔部分以及与半圆形孔相邻且靠近焊点焊剂保护挡板(7)边缘的方形孔部分。
5.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焊剂平铺装置，其特征在于，所述定位构件(1)包括：
定位板(1a)，其一端设置有与连接轴配合的安装套筒，安装套筒设置有安装轴孔(1b)，所述安装套筒的侧壁设置有锁紧连接轴的锁紧螺栓(10)，所述定位板远离安装轴孔(1b)端设置有将定位板与焊接相连的螺栓固定孔(1c)。
6.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焊剂平铺装置，其特征在于，所述焊点焊剂保护挡板(7)设置有支承垫。
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焊剂平铺装置。
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，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。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相应的技术改进，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焊剂平铺装置，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焊剂平铺装置，其包括：铰链式保护座、定位构件、连接轴；
所述铰链式保护座包括：焊点焊剂保护挡板(7)、设置于保护板一端的金属铰链(8)，所述焊点焊剂保护挡板(7)远金属铰链端设置有焊枪及焊剂预留孔(4)；
所述连接轴(11)下端部连接于金属铰链，所述连接轴上部设置有将该焊剂平铺装置安装于焊机的定位构件(1)。
进一步，所述铰链式保护座焊点焊剂保护挡板(7)为方形板。
进一步，所述金属铰链包括：与连接轴相连的中间段铰链(2)、设置于中间段铰链两端且与焊点焊剂保护挡板(7)相连的外侧段铰链(3)；
进一步，所述焊枪及焊剂预留孔(4)包括位于半圆形孔部分以及与半圆形孔相邻且靠近焊点焊剂保护挡板(7)边缘的方形孔部分。
进一步，所述定位构件(1)包括：
定位板(1a)，其一端设置有与连接轴配合的安装套筒，安装套筒设置有安装轴孔(1b)，所述安装套筒的侧壁设置有锁紧连接轴的锁紧螺栓(10)，所述定位板远离安装轴孔(1b)端设置有将定位板与焊接相连的螺栓固定孔(1c)。
进一步，所述焊点焊剂保护挡板(7)设置有支承垫。
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.支承垫形状可根据焊点实况相应调整制备，金属夹子与支承垫结构，易于更换，使用维护便捷，安全可靠、实用高效；
4.铰链式保护座位于底部，起到对焊点及其附近的焊剂平面铺设支承功能，金属铰链与保护板、支承垫组合在圆柱体表面形成焊剂平铺的平台；
5.定位构件位于顶部，起到连接并固定在焊机上，实现随焊枪进行水平往复运动的功能；
6.位于中间的连接轴通过垂直运动，实现对不同外径的失效辊轴的径向距离调节功能；
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)均有一个焊剂平铺平台，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状态下覆层覆盖方式改进。
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焊剂平铺装置主视图。
图2为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置右视图。
图3为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置仰视图。
图4为铰链式保护座主视图。
图5为铰链式保护座右视图。
图6为铰链式保护座仰视图。
图7为铰链式保护座铰链主视图。
图8为铰链式保护座铰链右视图。
图9为铰链式保护座铰链仰视图。
图10为铰链式保护座挡板主视图。
图11为铰链式保护座挡板右视图。
图12为铰链式保护座挡板仰视图。
图13为定位构件主视图。
图14为定位构件侧视图。
图15为定位构件定位板主视图。
图16为定位构件定位板右视图。
图17为定位构件定位板剖视图。
图18为定位构件螺栓柱销主视图。
图19为定位构件螺栓柱销右视图。
图20为定位构件螺栓柱销仰视图。
图21为连接轴主视图。
图22为连接轴侧视图。
图23为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置的使用状态主视图。
图24为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置的使用状态右视图。
图25为一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺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焊剂平铺装置，参见图1-3，其包括：铰链式保护座、定位构件、连接轴11，铰链式保护座起到对焊点及其附近的焊剂平面铺设支承功能，而定位构件用于将实用新型设计连接并固定在焊机上，随焊枪进行水平往复运动，连接轴起到上连定位构件、下接铰链式保护座作用，并通过连接轴的垂直运动，实现对不同外径的失效辊轴的径向距离调节功能。
参见图1及图4-6，所述铰链式保护座包括焊点焊剂保护挡板7、设置于保护板一端的金属铰链8，铰链式保护座焊点焊剂保护挡板7为方形板，所述焊点焊剂保护挡板7远金属铰链端设置有焊枪及焊剂预留孔4，该焊枪及焊剂预留孔4布置于焊点焊剂保护挡板7一端边缘且大体上居中分别。所述连接轴11下端部连接于金属铰链，所述连接轴上部设置有将该焊剂平铺装置安装于焊机的定位构件1，金属铰链可以让焊点焊剂保护挡板7绕铰链转动作业。
参见图4-6及图7-9，所述金属铰链包括：与连接轴相连的中间段铰链2、设置于中间段铰链两端且与焊点焊剂保护挡板7相连的外侧段铰链3，所述中间段铰链、外侧段铰链通过转轴部件共轴布置，本实施例中，外侧段铰链远离中间段铰链的端部设置有铰链固定螺栓6，铰链固定螺栓6的铰链固定螺帽5连接于外侧段铰链端部，铰链固定螺栓可以内设转轴部件孔，从而可以让转轴伸出铰链固定螺栓，由于外侧段铰链是固定在焊点焊剂保护挡板上，故而可以保证铰链结构的稳定性。金属铰链包括但不仅限于图示的结构，可以保证焊点焊剂保护挡板7相对连接轴进行转动即可
参见图10-12，焊点焊剂保护挡板7为方形板，布置于方形板的焊枪及焊剂预留孔4包括位于半圆形孔部分以及与半圆形孔相邻且靠近焊点焊剂保护挡板7边缘的方形孔部分。
参见图13-14，所述定位构件1包括：定位板1a，其一端设置有与连接轴配合的安装套筒，安装套筒设置有安装轴孔1b，所述安装套筒的侧壁设置有锁紧连接轴的锁紧螺栓10，通过调节锁紧螺栓可以让连接轴上移或者下移，进而带动焊点焊剂保护挡板7上移或者下移，所述定位板远离安装轴孔1b端设置有将定位板与焊接相连的螺栓固定孔1c，在图1中示出了安装于螺栓固定孔的定位螺栓与垫圈9，该定位板1a通过定位螺栓等构件固定于焊机上。
而焊点焊剂保护挡板7可以设置支承垫，材质为耐高温的高分子复合材料(同样可以将焊点焊剂保护挡板布置耐高温涂层，此时可以对自身产生良好的保护效果)，呈带半封闭圆弧底面的矩形槽结构。采用金属夹子将高分子复合材料的支承垫固定在保护板上，用于承载颗粒状焊剂，并据此为平台形成有效的焊剂覆层。
参见图4-21，铰链式保护座由金属铰链、保护板、支承垫、金属夹子等零部件组成；其中金属铰链有一副，材质为Q-235A，由金属圆钢切削加工制备成型；保护板有1件，材质为Q-235A，呈矩形，在矩形一侧长边居中等距加工半圆弧半封闭矩形槽；支承垫数量不等，根据埋弧焊实际需要而定，材质为耐高温的高分子复合材料，呈带半封闭圆弧底面的矩形槽结构；金属夹子有4件，为标准件。
参见图13-14，定位构件由固定架(即前文提到的定位板1a)、螺纹柱销、元宝螺母、垫圈、内六角螺栓与垫圈、六角螺母组成；固定架有1件，材质为Q-235A，呈带圆孔和圆弧顶面的直角梯形结构，直角梯形顶端为向两侧等距凸起的圆弧形凸台，凸台居中加工圆形通孔，通孔圆心与外圆弧圆心重合，直角梯形底边部位加工两个圆形通孔，通孔圆心连线与直角梯形底边平行，与直角梯形长边垂直；螺纹柱销有1件，材质为Q-235A，呈台阶状圆柱体结构，圆柱体小径段外圆周表面加工三角螺纹，螺纹长度为小径段长度的2\/3，在小径段圆柱体上居中加工顶面为半圆弧的矩形槽孔，矩形槽孔内侧半圆弧与矩形槽交汇处与小径螺纹段终止段平齐；元宝螺母有1件、垫圈有1件、内六角螺栓有2件、六角螺母有2件、垫圈有2件均为标准件。
参见图21-22，连接轴材质为Q-235A，呈圆柱体，两端面加工45度倒角，轴径与螺纹柱销的槽孔宽度相等。
在图23-25中示出了堆焊辊轴P、辊轴支承支架M、焊剂覆盖区域Z。
一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置使用时，需要先行装配，即：
1)铰链式保护座拼装：将保护板(焊点焊剂保护挡板7)矩形槽孔朝外居中与金属铰链居拼接后焊接固定。
2)定位构件拼装：将螺纹柱销定向装入固定架凸台的圆孔中，随后在螺纹柱销小径段装入垫圈、旋拧元宝螺母即可。
3)实用新型拼装：将铰链式保护座平置于工作台上，随后将连接轴一端居中垂直放置在金属铰链中段中部，焊接固定；将定位构件螺纹柱销的槽孔定向插入连接轴的另一端，旋拧元宝螺母预紧即可。
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，采用2件内六角螺栓与垫圈、六角螺母，将定位构件的固定架固定在焊机焊枪旁的固定板上，校正垂直度后紧固到位。旋拧螺纹柱销上的元宝螺母，调整连接轴的垂直距离，以铰链式保护座的保护板与失效辊轴外圆周表面最高点(外径)呈85-95度为宜，此时紧固元宝螺母固定。最后采用金属夹子将高分子复合材料的支承垫固定在保护板上，用于承载颗粒状焊剂，并据此为平台形成有效的焊剂覆层。埋弧焊加工时，失效辊轴旋转方向与本实用新型安装位置相对应，由焊剂输送导管连续输送的焊剂堆砌在由本实用新型设计构成的平台上，形成稳定的覆层，起到保护熔池的作用。同时本实用新型固定在焊机焊枪旁，随同焊枪同步水平位移，始终在焊点区域保障焊剂的覆层稳定性，实现保障失效辊轴埋弧焊加工有序作业的功能，确保焊接质量与效能。
一种用于圆形辊轴圆周表面埋弧焊加工的焊剂平铺装置，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，采用连接轴与金属铰链、保护板(支承垫)的三位一体形制，在辊轴圆柱体表面外侧形成一个稳定的辅助平台，实现焊剂的连续、稳定的遮蔽覆层，满足埋弧焊金属熔池的需要。设计合理、外形简洁、结构紧凑，金属铰链与保护板、支承垫组合在圆柱体表面形成焊剂平铺的平台，金属夹子与支承垫结构，易于更换，使用维护便捷，安全可靠、实用高效，并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)均有一个焊剂平铺平台，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。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:CN201920049845.8
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:CN209334916U
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