[发明专利]大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于在大型锻件表面熔敷堆焊金属的特种焊接方法，特别是一种大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊方法。

背景技术

电弧堆焊技术是采用熔化极电弧、埋弧、TIG电弧、等离子弧等加热熔化金属丝、金属带、金属粉等，熔化的金属熔敷在基体表面，凝固后形成堆焊层。常规的堆焊方法如熔化极和埋弧堆焊，焊丝自动送进，电弧产生于焊丝和基体金属之间，电弧熔化焊丝形成熔滴，经自由、短路或渣壁过渡在基体表面熔敷，形成堆焊层，效率较高，基体熔化多；TIG堆焊和等离子堆焊电弧产生于钨电极和工件之间，焊丝送入电弧烁亮区下方获得加热并熔化滴入基体表面，凝固后形成堆焊层。

大型锻件一般重约数十至数百公斤，补焊面积一般较小，总体热输入不大，堆焊的快速加热和快速冷却易使锻件焊接接头产生冷裂纹，大型锻件体积大、热容量大，散热快，采用常规的堆焊工艺方法，锻件易产生未熔合缺陷，因而避免出现裂纹和未熔合缺陷是大型锻件补焊的主要难点之一。目前对于大型锻件没有自动压缩电弧+感应复合热源预制预置补焊材料的熔敷焊工艺方法的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型锻件自动压缩电弧加感应复合热源预制预置补焊材料的熔敷焊方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊装置，包括六轴机器人，可上下、前后运动的操作架，工作台，焊枪；所述的操作架上设置六轴机器人，该机器人上设置感应器和焊枪，感应器旁设置温度传感器，焊枪可产生压缩电弧。

大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊装置的补焊方法，包括以下步骤：

步骤1、根据大型锻件的材质成分，制备补焊用保护剂；按照补焊区域的大小和形态制备补焊用熔敷金属；

步骤2、对机器人控制器程序和压缩电弧参数进行预设；预设的控制程序包括：感应加热程序、感应器运行的轨迹、电弧运行的轨迹、焊枪姿态、焊接工艺程序；

步骤3、将保护剂放置在补焊区域；

步骤4、对补焊区域进行感应加热；通过六轴机器人控制感应器，使其按照预设的感应加热程序和运行的轨迹对补焊区域进行感应加热；

步骤5、采集补焊区温度，并判断补焊区域的温度是否达到预设值，如果达到则执行步骤6，否则继续加热；

步骤6、移走感应器，将补焊熔敷金属预置在补焊区域，并将焊枪运动到补焊熔敷金属的位置，根据步骤2预设的压缩电弧参数和焊接工艺参数引燃压缩电弧，然后按照步骤2预设的电弧运行的轨迹以及焊枪姿态开始焊接；

步骤7、利用电流传感器、电压传感器采集焊接过程的电流、电压值，通过存储在控制器中的焊接工艺程序进行焊接参数测控，递减电流收弧，结束焊枪运动程序，并移走焊枪；

步骤8、对补焊区域进行感应加热，递减感应热源功率，移走感应器；

步骤9、对补焊后的锻件进行挤压成形改性，结束补焊。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1)、采用了复合热源，在堆补焊前改善了锻件的温度场，实现了补焊前的预热；2)、能根据需补焊区域的形态大小和锻件成分，采用粉末预压的方法预制熔敷金属，保证形态尺寸和成分，成分和性能调整非常容易；3)、采用压缩电弧，可根据补焊材料材质、形态大小，改变压缩电弧的能量密度，获得优质的接头；4)、采用复合热源，可在焊后进行后热处理，调整冷却速度，获得要求的组织；5)、补焊接头强度大于熔敷金属自身的强度。

附图说明

图1是本发明的大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊装置的结构示意图。

图2是本发明的大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊方法的流程图。

图3是本发明的大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊装置的压缩电弧喷嘴结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1，本发明的一种大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊装置包括六轴机器人1，焊枪2，可上下、前后运动的操作架5，焊接系统6，机器人控制器7，工作台8，温度传感器9；所述的操作架5上设置六轴机器人1，该机器人上设置感应器2-2和焊枪2，感应器2-2旁设置温度传感器9，焊枪2内设置钨极2-3和喷嘴2-4，钨极2-3和喷嘴2-4可产生压缩电弧2-1。