專利名稱：鑄件孔眼的焊補(bǔ)方法及所用的專用焊補(bǔ)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄件孔眼的焊補(bǔ)方法，還涉及一種實(shí)現(xiàn)該方法所用的專用焊補(bǔ)機(jī)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法所用的專用焊補(bǔ)機(jī)，該焊補(bǔ)機(jī)具有低電壓大電流高功率輸出，而且具逆變高頻變壓器偏磁防止電路，達(dá)到對焊補(bǔ)機(jī)低電壓大電流高功率輸出的安全保護(hù)。
本發(fā)明之鑄件孔眼的焊補(bǔ)方法按以下步驟操作1、將待焊補(bǔ)的鑄件孔眼用電鉆加工成頂角為120°的圓錐形坡口，取與待焊補(bǔ)鑄件材質(zhì)相同的坯料，加工成端部與坡口形狀相同、長度為3cm左右的焊補(bǔ)填充料棒；2、將填充料棒裝夾在專用焊補(bǔ)機(jī)的焊槍上；3、將專用焊補(bǔ)機(jī)接于三相380V、50kw容量的電源上，然后調(diào)整焊補(bǔ)機(jī)的焊補(bǔ)參數(shù)如下焊接電流1000～1500A；焊接電壓18～22V；燃弧時(shí)間20～40ms；保護(hù)氣體流量8～12L/min；4、然后將焊槍拿起，將裝夾于該焊槍上的填充料棒對準(zhǔn)鑄件的孔眼，扣動焊槍的啟動按鈕，焊補(bǔ)機(jī)自動完成通氣、拉弧、燃弧、熄弧、加壓頂鍛、復(fù)位動作。
5、鑄件孔眼焊補(bǔ)完后，將填充料棒高出部分敲掉，然后用磨光機(jī)打磨成與周圍區(qū)域樣貌相同。
該方法焊補(bǔ)完的鑄件可直接進(jìn)行機(jī)械加工，不需要任何的熱處理。
該方法的工作原理如下該方法通過在低電壓、大電流、短周期條件下，填充材料和被焊補(bǔ)材料之間的電弧在短時(shí)間內(nèi)(一般為10微秒級)產(chǎn)生巨大的熱量，使填充材料(采用與被焊補(bǔ)材料相同的材質(zhì))與被焊補(bǔ)鑄件的對應(yīng)表面發(fā)生熔化，在此后的填充材料下壓的過程中，熔化的液態(tài)金屬被擠出，焊補(bǔ)部位發(fā)生局部的塑性變形和化學(xué)成份擴(kuò)散，達(dá)到原子結(jié)合，該方法加熱速度快、冷卻速度快，使焊補(bǔ)區(qū)及焊補(bǔ)的熱影響區(qū)的晶粒大大細(xì)化，特別是對鑄鐵件不會形成白口組織，整個(gè)焊補(bǔ)過程在專用焊補(bǔ)機(jī)的自動控制下完成。該方法避免了前述現(xiàn)有鑄件孔眼修復(fù)方法的缺點(diǎn)，具有無材質(zhì)差異、強(qiáng)度高、熱影響區(qū)小、無變形開裂的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的專用焊補(bǔ)機(jī)的結(jié)構(gòu)是，該焊補(bǔ)機(jī)是由弧焊電源、邏輯控制路及螺柱焊焊槍構(gòu)成，其中，弧焊電源由IGBT(雙極型絕緣門極場效應(yīng)管)全橋逆變主電路構(gòu)成，提供滿足要求的電弧動力，其特征在于，具有逆變高頻變壓器偏磁防止電路，該偏磁防止電路是由安裝于逆變主電路兩個(gè)橋臂上的霍爾電流傳感器和比較兩路霍爾電流傳感器的輸出電壓信號的CA124芯片中的兩只比較器構(gòu)成，偏磁防止電路的輸出控制信號通過7408芯片的雙與門分別與PWM(脈寬調(diào)制)電路中SG3525芯片的兩個(gè)輸出腳11、14的輸出信號做與運(yùn)算，之后通過HCC40106BF芯片將兩路脈寬調(diào)制信號轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕氛}沖和兩路負(fù)脈沖，分別輸出到4個(gè)IGBT驅(qū)動單元電路，控制逆變主電路的動作，使高頻變壓器工作可靠；邏輯控制電路包括通氣、拉弧、燃弧、熄弧、加壓頂鍛、復(fù)位等開環(huán)控制電路，以及保證焊機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保護(hù)電路、維持焊接電流和焊接電壓穩(wěn)定的雙閉環(huán)負(fù)反饋電路，其特點(diǎn)是將來自于燃弧時(shí)間繼電器的燃弧時(shí)間控制信號加到PWM電路中SG3525芯片的1腳，使強(qiáng)大的焊接電流的通斷控制更容易；焊槍則是焊補(bǔ)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與普通的螺柱焊焊槍基本相同，不同的是帶有氣體保護(hù)裝置，頂鍛彈簧的頂鍛力較大。
圖2為本發(fā)明之專用焊補(bǔ)機(jī)的驅(qū)動電路圖。
圖3為本發(fā)明之專用焊補(bǔ)機(jī)的電路框圖。
圖4為本發(fā)明之專用焊補(bǔ)機(jī)的逆變主電路圖。
圖5為本發(fā)明之方法的操作示意圖。
請參閱圖5所示，本發(fā)明之方法按以下步驟操作1、將待焊補(bǔ)的鑄件1的孔眼3用電鉆加工成頂角為120°的圓錐形坡口，取與待焊補(bǔ)鑄件材質(zhì)相同的坯料，加工成端部與坡口形狀相同、長度為3cm左右的焊補(bǔ)填充料棒2；2、將填充料棒2裝夾在專用焊補(bǔ)機(jī)的焊槍上；3、將專用焊補(bǔ)機(jī)接于三相380V、50kw容量的電源上，然后調(diào)整焊補(bǔ)機(jī)的焊補(bǔ)參數(shù)如下焊接電流1000～1500A；焊接電壓18～22V；燃弧時(shí)間20～40ms；保護(hù)氣體流量8～12L/min；4、然后將焊槍拿起，將裝夾于該焊槍上的填充料棒2對準(zhǔn)鑄件1的孔眼3，扣動焊槍的啟動按鈕，焊補(bǔ)機(jī)自動完成通氣、拉弧、燃弧、熄弧、加壓頂鍛、復(fù)位動作，將熔融的金屬頂擠入孔眼3中，將多余的液態(tài)金屬擠出，形成飛邊4；5、鑄件1孔眼3焊補(bǔ)完后，將填充料棒1高出部分敲掉，然后用磨光機(jī)打磨成與周圍區(qū)域樣貌相同。
該方法焊補(bǔ)完的鑄件1可直接進(jìn)行機(jī)械加工，不需要任何的熱處理。
該方法加熱速度快，冷卻速度快，使焊被區(qū)及焊補(bǔ)的熱影響區(qū)5的晶粒大大細(xì)化，特別對于鑄鐵件不會形成白口組織，整個(gè)焊補(bǔ)過程在專用焊補(bǔ)機(jī)的自動控制下完成；該方法避免了現(xiàn)有鑄件孔眼修復(fù)方法的缺點(diǎn)，具有無材質(zhì)差異、強(qiáng)度高、熱影響區(qū)小、無變形開裂的優(yōu)點(diǎn)。
請參閱

圖1、圖2、圖3、圖4所示，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法所用的專用焊補(bǔ)機(jī)的結(jié)構(gòu)是，該焊補(bǔ)機(jī)是由弧焊電源、邏輯控制電路及螺柱焊焊槍構(gòu)成，其中，弧焊電源由IGBT(雙極型絕緣門極場效應(yīng)管)全橋逆變主電路8構(gòu)成，提供滿足要求的電弧動力，其特征在于，具有逆變高頻變壓器偏磁防止電路6，該偏磁防止電路6是由安裝于逆變主電路8兩個(gè)橋臂上的霍爾電流傳感器61和比較兩路霍爾電流傳感器61的輸出電壓信號的CA124芯片中的兩只比較器62構(gòu)成，偏磁防止電路6的輸出控制信號通過7408芯片的雙與門分別與PWM(脈寬調(diào)制)電路中SG3525芯片的兩個(gè)輸出腳11、14的輸出信號做與運(yùn)算，之后通過HCC40106BF芯片將兩路脈寬調(diào)制信號轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕氛}沖和兩路負(fù)脈沖，分別輸出到4個(gè)IGBT驅(qū)動單元電路7，控制逆變主電路8的動作，使高頻變壓器工作可靠；邏輯控制電路包括通氣、拉弧、燃弧、熄弧、加壓頂鍛、復(fù)位等開環(huán)控制電路，以及保證焊機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保護(hù)電路、維持焊接電流和焊接電壓穩(wěn)定的雙閉環(huán)負(fù)反饋電路，其特點(diǎn)是，將來自于燃弧時(shí)間繼電器的燃弧時(shí)間控制信號加到PWM電路中SG3525芯片的1腳，使強(qiáng)大的焊接電流的通斷控制更容易；焊槍則是焊補(bǔ)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與普通的螺柱焊焊槍基本相同，所不同的是，該焊槍帶有氣體保護(hù)裝置，頂鍛彈簧的頂鍛力較大。
權(quán)利要求
1.鑄件孔眼的焊補(bǔ)方法，該方法按以下步驟操作(1)將待焊補(bǔ)的鑄件孔眼用電鉆加工成頂角為120°的圓錐形坡口，取與待焊補(bǔ)鑄件材質(zhì)相同的坯料，加工成端部與坡口形狀相同、長度為3cm左右的焊補(bǔ)填充料棒；(2)將填充料棒裝夾在專用焊補(bǔ)機(jī)的焊槍上；(3)將專用焊補(bǔ)機(jī)接于三相380V、50kw容量的電源上，然后調(diào)整焊補(bǔ)機(jī)的焊補(bǔ)參數(shù)如下焊接電流1000～1500A；焊接電壓18～22V；燃弧時(shí)間20～40ms；保護(hù)氣體流量8～12L/min；(4)然后將焊槍拿起，將裝夾于該焊槍上的填充料棒對準(zhǔn)鑄件的孔眼，扣動焊槍的啟動按鈕，焊補(bǔ)機(jī)自動完成通氣、拉弧、燃弧、熄弧、加壓頂鍛、復(fù)位動作。(5)鑄件孔眼焊補(bǔ)完后，將填充料棒高出部分敲掉，然后用磨光機(jī)打磨成與周圍區(qū)域樣貌相同。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的專用焊補(bǔ)機(jī)，其特征在于設(shè)有逆變高頻變壓器的偏磁防止電路(6)，該偏磁防止電路(6)是由安裝于逆變主電路(8)兩個(gè)橋臂上的霍爾電流傳感器(61)和比較兩路霍爾電流傳感器(61)的輸出電壓信號的CA124芯片中的兩只比較器(62)構(gòu)成，偏磁防止電路(6)的輸出控制信號通過7408芯片的雙與門分別與脈寬調(diào)制電路中SG3525芯片的兩個(gè)輸出腳11、14的輸出信號做與運(yùn)算，之后通過HCC40106BF芯片將兩路脈寬調(diào)制信號轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕氛}沖和兩路負(fù)脈沖，分別輸出到四個(gè)驅(qū)動單元電路(7)；來自于燃弧時(shí)間繼電器的燃弧時(shí)間控制信號加到脈寬調(diào)制電路中SG3525芯片的1腳；焊補(bǔ)機(jī)的焊槍帶有氣體保護(hù)裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄件孔眼的焊補(bǔ)方法及所用的專用焊補(bǔ)機(jī),該方法是由大電流、低電壓的自動焊補(bǔ)機(jī)完成,操作步驟是將與鑄件材質(zhì)相同的填充料棒夾于焊槍上,對準(zhǔn)鑄件的孔眼進(jìn)行焊補(bǔ),在瞬間及氣體保護(hù)的情況下,接觸面熔化,然后頂鍛,將熔化的金屬頂入孔眼,多余的液態(tài)金屬頂出,該方法具有無材質(zhì)差異、強(qiáng)度高、熱影響區(qū)小、無變形開裂的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所用的焊補(bǔ)機(jī)的特點(diǎn)是具有逆變高頻變壓器偏磁防止電路,以防止在大電流工作時(shí)焊補(bǔ)機(jī)的損壞,另外,將來自于燃弧時(shí)間繼電器的燃弧時(shí)間控制信號加到脈寬調(diào)制電路中SG3525芯片的1腳,使強(qiáng)大的焊接電流的通斷控制更容易,再者焊槍帶有氣體保護(hù)裝置,以在焊補(bǔ)時(shí)向焊補(bǔ)區(qū)輸送保護(hù)氣體。
文檔編號B23K9/08GK1387973SQ02132499
公開日2003年1月1日 申請日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者趙占奎 申請人:長春工業(yè)大學(xué)