一种丝材激光熔覆热丝装置的制作方法

专利2022-06-28  114


本实用新型涉及激光熔覆技术领域,尤其是涉及一种丝材激光熔覆热丝装置。



背景技术:

零部件腐蚀是机械设备损伤的主要原因,零部件防蚀能力的优劣直接关系到机械设备的安全运行,通过激光将合金粉末熔覆在工件表面是最近发展起来的防腐蚀技术,但采用合金粉末的激光熔覆技术还存在熔覆效率低,缺陷较多,成本高,粉尘大等问题。

丝材激光熔覆可以很好的解决上述问题,但受到母材和焊丝对激光吸收率底的影响,经常会发生未熔合现象,针对这种现象,可以提高激光功率,但提高激光功率又会增加稀释率且造成能量的浪费,所以进入熔池之前如果能对焊丝进行热丝,可以很好的解决上述问题,不用提高激光功率就能达到优质的熔合效果,但现有技术中用于对焊丝进行预热的热丝装置加热效果并不好,而且经常发生卡丝现象或脱丝问题,导致无法长时间连续工作,阻碍了丝材激光熔覆技术的发展。



技术实现要素:

本实用新型为了解决上述问题,提出一种全新结构的丝材激光熔覆热丝装置,通过创新设置热丝装置的加热结构,提高了热丝加热效果,最高可达1000℃,且能连续稳定加热,满足自动化连续生产的要求,走丝顺畅不卡丝,结构牢固,长时间运行不变形不晃动,解决了现有丝材激光熔覆技术的发展瓶颈问题。

为达到上述目的,本实实用新型的技术方案为:

一种丝材激光熔覆热丝装置,包括:法兰4、绝缘板17、水冷头7、第一导电嘴10、第二导电嘴14和绝缘管12,所述绝缘板17设置于所述法兰4和水冷头7之间,所述第一导电嘴10安装于所述法兰4上,所述第二导电嘴14安装于所述水冷头7上,所述绝缘管12设置于所述第一导电嘴10和第二导电嘴14之间,所述法兰4和水冷头7通过所述绝缘板17绝缘,所述第一导电嘴10和第二导电嘴14通过所述绝缘管12绝缘。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中还包括:送丝管2、连接杆3、绝缘垫15和螺栓18,所述连接杆3连接于所述法兰4,所述送丝管2设置于所述连接杆3内,所述绝缘垫15设置于所述法兰4和螺栓18之间,所述螺栓18依次穿过所述绝缘垫15、法兰4和绝缘板17后螺纹连接于所述水冷头7。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中所述连接杆3、法兰4和第一导电嘴10电性连接形成第一导电体,所述水冷头7和第二导电嘴14电性连接形成第二导电体,所述第一导电体和第二导电体通过所述绝缘板17和绝缘管12相互绝缘,所述连接杆3连接于热丝机的第一电极,所述水冷头7上设置有电极接口8,所述电极接口8连接于热丝机的第二电极。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中所述送丝管2、第一导电嘴10、绝缘管12和第二导电嘴14内均设置有送丝通道,且所述送丝管2的送丝通道、所述第一导电嘴10的送丝通道、所述绝缘管12的送丝通道和所述第二导电嘴14的送丝通道依次连通,并具有共同的中心轴线,焊丝1依次穿过各送丝通道,并在绝缘管12的送丝通道内被加热。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中所述连接杆3为中空圆柱管状结构,所述连接杆3的底部外壁螺纹连接于所述法兰4的顶部,所述连接杆3的中空内腔与所述法兰的内部连通;所述送丝管2穿过所述连接杆3的中空内腔,且所述送丝管2的上端外漏于所述连接杆3的顶端之外,所述送丝管2的下端在所述法兰的内部抵接于所述第一导电嘴10的顶端。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中所述第一导电嘴10的顶部穿过所述绝缘板17后螺纹连接于所述法兰4上,所述第一导电嘴10的底部形成有内凹一定深度且内径与绝缘管12的外径为间隙配合的出丝圆柱孔,所述绝缘管12的顶部伸入所述出丝圆柱孔内;所述第二导电嘴14的顶部螺纹连接于所述水冷头7上,所述第二导电嘴14的顶部形成有内凹一定深度且内径与绝缘管12的外径为间隙配合的进丝圆柱孔,所述绝缘管12的底部伸入所述进丝圆柱孔内,所述出丝圆柱孔和进丝圆柱孔的中心轴线与形成于绝缘管12内的送丝通道的中心轴线共线。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中还包括有弹簧11;所述弹簧11设置于所述第一导电嘴10的出丝圆柱孔内,且所述弹簧11的上端抵接于所述出丝圆柱孔的底面、弹簧11的下端抵接于所述绝缘管的顶端;或者所述弹簧11设置于所述第二导电嘴10的进丝圆柱孔内,且所述弹簧11的上端抵接于所述绝缘管的底端、弹簧11的下端抵接于所述进丝圆柱孔的底面。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中还包括有弹簧11;所述弹簧11设置于所述第一导电嘴10和绝缘管12之间,或者所述弹簧11设置于所述第二导电嘴10和绝缘管12之间。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中所述法兰4上还设有保护气接口16,且所述保护气接口16连通于法兰内部位于连接杆3底端和第一导电嘴10顶端之间的空腔,所述水冷头7上还设有排气口13。

进一步的根据本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置,其中所述水冷头7上还设有冷却水进口5和冷却水出口6,分别连通于所述水冷头内部的冷却水循环通道。

本实用新型的主要创新技术及其技术效果至少包括:

1)本实用新型创新的将连接杆与法兰通过螺纹连接,并将法兰、绝缘板、水冷头、绝缘垫通过螺栓形成绝缘连接关系,绝缘板在法兰和水冷头之间,螺栓与水冷头通过螺纹连接且与法兰绝缘,进而法兰与水冷头之间相互绝缘;

2)本实用新型创新的在连接杆与法兰之间通过螺纹连接,第一导电嘴与法兰之间通过螺纹连接,连接之后形成共同电导体;并创新的使第二导电嘴与水冷头通过螺纹连接,电极接口与水冷头螺纹连接,连接之后形成共同电导体;两个共同电导体分别连接于外部热丝机电极,创新了导电嘴的供电连接方式;

3)本实用新型创新的在第一导电嘴出丝端设置具有一定深度、与送丝通道同轴且直径与绝缘管为间隙配合的出丝圆柱孔,在第二导电嘴进丝端设置具有一定深度、与送丝通道同轴且直径与绝缘管为间隙配合的进丝圆柱孔,并保证第一导电嘴的出丝圆柱孔和第二导电嘴的进丝圆柱孔安装之后保持同轴,并共同与中间绝缘管的送丝通道同轴,实现了对焊丝的直线输送加热;

4)本实用新型创新的在第一导电嘴的出丝圆柱孔和第二导电嘴的进丝圆柱孔之间安装有间隙配合的绝缘管,且第一导电嘴和绝缘管之间有弹簧,进而第二导电嘴和绝缘管之间紧密接触且第一导电嘴和第二导电嘴之间保持良好绝缘;

5)本实用新型创新的通过连接杆外接热丝机的一个电极实现与第一导电嘴的接通,通过电极接口连接热丝机的另外一电极实现与第二导电嘴的接通,焊丝来自外接送丝机且依次穿过送丝管、第一导电嘴、弹簧、绝缘管和第二导电嘴,第一导电嘴和第二导电嘴被焊丝接通,借助焊丝电阻对其进行加热之后通过第二导电嘴送出高温待熔覆的焊丝,这种热丝结构属于一种全新的热丝结构;

6)本实用新型创新的在第一二导电嘴之间设置耐高温绝缘管,且绝缘管送丝通道内径大于焊丝且和焊丝形成间隙配合,绝缘的同时可起到导丝管的作用;

7)本实用新型创新的在法兰上设有保护气接口,水冷头上设有排气口,保护气接口外接保护气源,保护正在加热的焊丝和正在送出的热焊丝,通过第二导电嘴和排气口排出正在加热的焊丝和正在送出的热焊丝所释放的烟气;

8)本实用新型创新的在水冷头上设有冷却水进口、冷却水出口,分别外接冷水机进出口,对装置进行降温,延长使用寿命;

9)综上本实用新型提出的丝材激光熔覆热丝装置,加热效果好,最高可达1000℃的热丝效果,且能连续稳定加热,满足自动化连续生产的要求,走丝顺畅不卡丝,结构牢固,长时间运行不变形不晃动,解决了现有丝材激光熔覆技术的发展瓶颈问题,大大提高了激光熔覆的灵活性、质量和效率,具有广阔的推广应用前景,同时本实用新型所述装置的结构简单、操作方便和固定可靠,属于新一代丝材激光熔覆设备。

附图说明

图1为本实用新型所述丝材激光熔覆热丝装置的整体结构示意图。

图2为图1所示丝材激光熔覆热丝装置沿其中a-a线的剖面结构示意图。

图3为图2所示丝材激光熔覆热丝装置沿其中b-b线的剖面结构示意图。

图中各附图标记的含义如下:

1、焊丝;2、送丝管;3、连接杆;4、法兰;5、冷却水进口;6、冷却水出口;7、水冷头;8、电极接口;9、螺钉;10、第一导电嘴;11、弹簧;12、绝缘管;13、排气口;14、第二导电嘴;15、绝缘垫;16、保护气入口;17、绝缘板;18、螺栓;19、加热前焊丝;20、正在加热焊丝;21、正在送出热焊丝;22、高温待熔覆焊丝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明,以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型,但并不因此限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提出一种丝材激光熔覆热丝装置,如附图1至附图3所示,所述装置包括送丝管2、连接杆3、法兰4、绝缘板17、绝缘垫15、水冷头7、第一导电嘴10、第二导电嘴14、绝缘管12、弹簧11、螺栓18和螺钉9。其中所述连接杆3和法兰4通过螺纹连接,所述连接杆3为中空圆柱管状结构,连接杆3的底部外壁螺纹连接于所述法兰4的顶部,连接之后两者形成为导电体;所述连接杆3的中空内腔与所述法兰的内部连通。所述法兰4、绝缘板17、水冷头7和绝缘垫15通过螺栓18连接,具体的所述绝缘板17设置在法兰4和水冷头7之间,所述绝缘垫15设置于螺栓18和法兰4之间,所述螺栓18依次穿过所述绝缘垫15、所述法兰4、所述绝缘板17后螺纹连接于所述水冷头7,通过螺纹连接并配合绝缘板与绝缘垫实现螺栓18与法兰4之间相互绝缘、以及法兰4与水冷头7之间相互绝缘的连接效果。所述第一导电嘴10安装于所述法兰上,并处于所述法兰4和水冷头7之间,所述第二导电嘴14安装于所述水冷头7上,所述绝缘管12设置于所述第一导电嘴10和第二导电嘴14之间;所述送丝管2安装于所述连接杆3的中空内腔中,且所述送丝管2的上端外漏于所述连接杆3的顶部之外,所述送丝管的下端抵接于所述第一导电嘴10的顶端,所述第一导电嘴10的顶部螺纹连接于所述法兰4上,连接之后两者属于电导体,所述第二导电嘴14的顶部螺纹连接于所述水冷头7上,连接之后两者属于电导体;所述第一导电嘴的底部穿过所述绝缘板17后处于所述水冷头7的内腔之中,所述第二导电嘴14的底部外漏于所述水冷头7的底部之外。所述第一导电嘴10和第二导电嘴14内部均形成中空的送丝通道,所述绝缘管12和送丝管2的内部也形成有送丝通道,且所述送丝管2的送丝通道、所述第一导电嘴10的送丝通道、所述绝缘管12的送丝通道和所述第二导电嘴14的送丝通道依次连通,且共用同一中心轴线,焊丝1从送丝管2的顶端依次经送丝管的送丝通道、第一导电嘴的送丝通道、绝缘管的送丝通道和第二导电嘴的送丝通道后伸出。所述第一导电嘴的底部出丝端设置有具有一定深度、与送丝通道同轴且内径与绝缘管12为间隙配合的出丝圆柱孔,所述第二导电嘴的顶部进丝端设置有具有一定深度、与送丝通道同轴且内径与绝缘管12为间隙配合的进丝圆柱孔,所述出丝圆柱孔和进丝圆柱孔安装后同轴。所述第一导电嘴10的出丝圆柱孔和第二导电嘴(14)进丝圆柱孔之间安装有间隙配合的绝缘管12,且在第一导电嘴10和绝缘管12之间设置有弹簧11,第二导电嘴14和绝缘管12之间紧密接触,且第一导电嘴10和第二导电嘴14之间保持绝缘。具体的所述弹簧11设置于第一导电嘴10的出丝圆柱孔内,所述绝缘管12的顶部间隙配合插入所述出丝圆柱孔内,且所述弹簧11在所述出丝圆柱孔内处于绝缘管的顶端和出丝圆柱孔底面之间。所述绝缘管12的底部间隙配合插入所述第二导电嘴的进丝圆柱孔内,所述第一导电嘴和第二导电嘴之间通过绝缘管12相互绝缘,且通过第一导电嘴10和绝缘管12之间设置的所述弹簧的弹性挤压作用可以进一步保证第一导电嘴10和第二导电嘴14之间的相互绝缘。安装后所述送丝管2的送丝通道、所述第一导电嘴10的送丝通道、所述绝缘管12的送丝通道和所述第二导电嘴14的送丝通道形成依次连通的同轴送丝通道。所述绝缘管12耐高温,优选的其内部送丝通道的内径大于等于焊丝1外径且和焊丝1形成间隙配合,在绝缘的同时起到导丝管的作用。

所述连接杆3外接热丝机的一个电极,从而所述第一导电嘴10通过法兰4和连接杆与热丝机的一个电极接通;所述水冷头7通过螺钉9连接有电极接口8,所述电极接口8连接于热丝机的另外一个电极,从而所述第二导电嘴14通过水冷头7和电极接口8与热丝机的另一个电极接通。所述法兰4上设有保护气接口16,所述保护气接口16连通于法兰内部位于连接杆3低端和第一导电嘴10顶端之间的空腔,并通过送丝管连通于送丝通道。所述水冷头7上设有排气口13,所述保护气接口16外接保护气源,来自保护气源的保护气经保护气接口16进入送丝通道,对其间传送的正在加热的焊丝20和正在送出的热焊丝21进行气体保护,同时通过第二导电嘴14和排气口13排出正在加热的焊丝20和正在送出的热焊丝21所释放的烟气。进一步的所述水冷头7上还设有冷却水进口5和冷却水出口6,分别外接冷水机进出口,所述水冷头内部设有冷却水循环通道,用于对装置进行降温,延长使用寿命。

本实用新型所述丝材激光熔覆热丝装置在工作时,来自外部送丝机的焊丝1依次穿过送丝管2、第一导电嘴10、弹簧11、绝缘管12和第二导电嘴14,分别电性连接于热丝机两个电极的第一导电嘴10和第二导电嘴14之间被焊丝接通,从而处于第一导电嘴和第二导电嘴之间的焊丝被加热变成正在加热焊丝20,正在加热焊丝20被加热之后通过第二导电嘴14送出变成正在送出热焊丝21,正在送出热焊丝通过第二导电嘴出丝口送出变成高温待熔覆焊丝22,直接应用于激光熔覆焊接。来自保护气系统的保护气通过保护气入口16进入,对正在加热焊丝20提供保护,并由排气孔13和第二导电嘴14排出焊丝加热释放的烟气,增加热丝稳定性,同时水冷系统通过冷却水进口5、冷却水出口6连接水冷头,降低装置温度,延长使用寿命。

下面给出本实用新型的应用实施例

实施例一:

本实施例使用本实用新型所述的丝材激光熔覆热丝装置进行焊丝热丝,具体对一种圆柱型焊丝进行热丝,来自送丝机的焊丝依次穿过送丝管2、第一导电嘴10、弹簧11、绝缘管12、第二导电嘴14,最后被送出。

本实例中第一导电嘴10和第二导电嘴14分别与热丝机两个电极接通,通过两者之间的焊丝1使热丝机接通形成电流回路,而焊丝本身有一定的电阻,电流和电阻的相互作用,使焊丝1产生热能从而起到热丝效果。

本实例中绝缘管12耐高温,内径大于焊丝1且和焊丝1形成间隙配合,绝缘的同时可起到导丝管的作用。

本实例中法兰4设有保护气接口16,水冷头7上设有排气口13,保护气接口16外接保护气源,保护正在加热焊丝20和正在送出热焊丝21,通过第二导电嘴14和排气口13排出正在加热焊丝20和正在送出热焊丝21所释放的烟气。

本实例中水冷头7上设有冷却水进口5、冷却水出口6,分别外接冷水机进出口,对装置进行降温,延长使用寿命。

本实用新型的有益效果为:综上本实用新型提出的丝材激光熔覆热丝装置,加热效果好,最高可达1000℃的热丝效果,且能连续稳定加热,满足自动化连续生产的要求,走丝顺畅不卡丝,结构牢固,长时间运行不变形不晃动,解决了现有丝材激光熔覆技术的发展瓶颈问题,大大提高了激光熔覆的灵活性、质量和效率,具有广阔的推广应用前景。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述,并不将本实用新型的技术方案限制于此,本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴,本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。


技术特征:

1.一种丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,包括:法兰(4)、绝缘板(17)、水冷头(7)、第一导电嘴(10)、第二导电嘴(14)和绝缘管(12),所述绝缘板(17)设置于所述法兰(4)和水冷头(7)之间,所述第一导电嘴(10)安装于所述法兰(4)上,所述第二导电嘴(14)安装于所述水冷头(7)上,所述绝缘管(12)设置于所述第一导电嘴(10)和第二导电嘴(14)之间,所述法兰(4)和水冷头(7)通过所述绝缘板(17)绝缘,所述第一导电嘴(10)和第二导电嘴(14)通过所述绝缘管(12)绝缘。

2.根据权利要求1所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,还包括:送丝管(2)、连接杆(3)、绝缘垫(15)和螺栓(18),所述连接杆(3)连接于所述法兰(4),所述送丝管(2)设置于所述连接杆(3)内,所述绝缘垫(15)设置于所述法兰(4)和螺栓(18)之间,所述螺栓(18)依次穿过所述绝缘垫(15)、法兰(4)和绝缘板(17)后螺纹连接于所述水冷头(7)。

3.根据权利要求2所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,所述连接杆(3)、法兰(4)和第一导电嘴(10)电性连接形成第一导电体,所述水冷头(7)和第二导电嘴(14)电性连接形成第二导电体,所述第一导电体和第二导电体通过所述绝缘板(17)和绝缘管(12)相互绝缘,所述连接杆(3)连接于热丝机的第一电极,所述水冷头(7)上设置有电极接口(8),所述电极接口(8)连接于热丝机的第二电极。

4.根据权利要求2所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,所述送丝管(2)、第一导电嘴(10)、绝缘管(12)和第二导电嘴(14)内均设置有送丝通道,且所述送丝管(2)的送丝通道、所述第一导电嘴(10)的送丝通道、所述绝缘管(12)的送丝通道和所述第二导电嘴(14)的送丝通道依次连通,并具有共同的中心轴线,焊丝(1)依次穿过各送丝通道,并在绝缘管(12)的送丝通道内被加热。

5.根据权利要求2-4任一项所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,所述连接杆(3)为中空圆柱管状结构,所述连接杆(3)的底部外壁螺纹连接于所述法兰(4)的顶部,所述连接杆(3)的中空内腔与所述法兰的内部连通;所述送丝管(2)穿过所述连接杆(3)的中空内腔,且所述送丝管(2)的上端外漏于所述连接杆(3)的顶端之外,所述送丝管(2)的下端在所述法兰的内部抵接于所述第一导电嘴(10)的顶端。

6.根据权利要求5所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,所述第一导电嘴(10)的顶部穿过所述绝缘板(17)后螺纹连接于所述法兰(4)上,所述第一导电嘴(10)的底部形成有内凹一定深度且内径与绝缘管(12)的外径为间隙配合的出丝圆柱孔,所述绝缘管(12)的顶部伸入所述出丝圆柱孔内;所述第二导电嘴(14)的顶部螺纹连接于所述水冷头(7)上,所述第二导电嘴(14)的顶部形成有内凹一定深度且内径与绝缘管(12)的外径为间隙配合的进丝圆柱孔,所述绝缘管(12)的底部伸入所述进丝圆柱孔内,所述出丝圆柱孔和进丝圆柱孔的中心轴线与形成于绝缘管(12)内的送丝通道的中心轴线共线。

7.根据权利要求6所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,还包括有弹簧(11);所述弹簧(11)设置于所述第一导电嘴(10)的出丝圆柱孔内,且所述弹簧(11)的上端抵接于所述出丝圆柱孔的底面、弹簧(11)的下端抵接于所述绝缘管的顶端;或者所述弹簧(11)设置于所述第二导电嘴(14)的进丝圆柱孔内,且所述弹簧(11)的上端抵接于所述绝缘管的底端、弹簧(11)的下端抵接于所述进丝圆柱孔的底面。

8.根据权利要求1-4任一项所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,还包括有弹簧(11);所述弹簧(11)设置于所述第一导电嘴(10)和绝缘管(12)之间,或者所述弹簧(11)设置于所述第二导电嘴(14)和绝缘管(12)之间。

9.根据权利要求2-4任一项所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,所述法兰(4)上还设有保护气接口(16),且所述保护气接口(16)连通于法兰内部位于连接杆(3)底端和第一导电嘴(10)顶端之间的空腔,所述水冷头(7)上还设有排气口(13)。

10.根据权利要求1-4任一项或权利要求6-7任一项所述的丝材激光熔覆热丝装置,其特征在于,所述水冷头(7)上还设有冷却水进口(5)和冷却水出口(6),分别连通于所述水冷头内部的冷却水循环通道。

技术总结
本实用新型提出一种丝材激光熔覆热丝装置,包括:法兰、绝缘板、水冷头、第一导电嘴、第二导电嘴和绝缘管,所述绝缘板设置于所述法兰和水冷头之间,所述第一导电嘴安装于所述法兰上,所述第二导电嘴安装于所述水冷头上,所述绝缘管设置于所述第一导电嘴和第二导电嘴之间,所述法兰和水冷头通过所述绝缘板绝缘,所述第一导电嘴和第二导电嘴通过所述绝缘管绝缘。本实用新型通过创新设置热丝装置的加热结构,提高了热丝加热效果,最高可达1000℃,且能连续稳定加热,满足自动化连续生产的要求,走丝顺畅不卡丝,结构牢固,长时间运行不变形不晃动,解决了现有丝材激光熔覆技术的发展瓶颈问题。

技术研发人员:李建勋;苏成明;曹鹏;张毅;张飘飘
受保护的技术使用者:陕西天元智能再制造股份有限公司
技术研发日:2019.07.17
技术公布日:2020.06.09

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