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用于粉碎机锤片的锻造方案

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用于粉碎机锤片的锻造方案

发布日期:2016-02-22 00:00 来源:http://www.hnjishai.cn 点击:

  近20年来,由于工业机器人技术的飞速发展,焊接机器人开始大量地应用在锤片的堆焊工艺中。主要原因是它具有成本上的优势,可实现中、小批量产品的焊接自动化。另外,焊接机器人都具有示教再现的编程功能。比如,要在某一型号的锤片上堆焊出某种样式的碳化钨合金层,只需要工人给机器每一步操作。因此通过机器人手臂的运动,焊枪即可在锤片上描绘出设计者想要的那种样式的堆焊层。下一次如果锤片的型号或堆焊层的样式变了,无需改变任何硬件,只要对机器人重新做一次示教即可。因此焊接机器人具有极大的柔性,这一点正是锤片的生产制造商所需要的。当然,焊接机器人也同样具有上述自动焊接机的优点,诸如焊接质量较高,均匀性较好,劳动生产率得以大幅提高,工人的劳动条件得以改善等等。要想将机器人焊接技术成功地应用在锤片的堆焊工艺中,其中涉及到很多关键因素。本文在此只重点讨论如何选择机器人焊接系统的布置方案。

  l.碳化钨硬质合金:在堆焊碳化钨硬质合金之前,首先应了解该种材料的成分和性质。碳化钨硬质合金是由碳化钨颗粒分布在金属基体上构成的一种堆焊合金,其主要成分是:C1.5%—4%,W40%—70%,还含有少量的Ni等其它元素。由于碳化钨颗粒的硬度极高,因此其堆焊合金的耐磨料磨损的性能非常好,且具有一定的耐高温和耐腐蚀性能,这使得堆焊碳化钨合金的锤片特别适合于粉碎坚硬而又具有酸性的饲料颗粒。另外,在我国金属钨的矿产资源比较丰富,也有一些生产碳化钨合金的大型厂家,这也使得此工艺的成本有所降低。

  2.母材和焊接方式的选择:为节省成本,大部分饲料粉碎机的锤片都是采用普通碳钢制成,因此堆焊碳化钨合金的母材就采用普通碳钢。其中高碳钢的可焊性比较差,焊接后锤片淬硬倾向严重,容易出现裂纹,冲击韧性也不理想,因此不适合于用作此工艺的母材。低碳钢的可焊性良好,冲击韧性也较高。但由于其含碳量较低,如果用作堆焊母材的话,其对堆焊层的稀释率较大,从而使堆焊层的硬度下降过多,耐磨性能变差,因此也不适宜于用作堆焊的母材。而中碳钢的可焊性一般,但对堆焊层的稀释率不大,能保证堆焊层的硬度高于60HRC,因此总的来说是比较理想的堆焊工艺母材。国外已有大量的采用普通中碳钢AI-S11045进行碳化钨合金堆焊制作锤片的成功经验。

  此工艺采用的是氩弧焊焊接方式,它是一种利用氩气作为保护气体的电弧焊,具有很多优点。首先氩弧焊形成的热影响区小,焊接变形与应力都比较小,不易发生裂纹.尤其适用于薄板焊接。因此,堆焊后的锤片一般不用进行焊后热处理,只需放在静止的空气中慢慢冷却下来即可,这对降低其成本是大有好处的。此外,由于堆焊后锤片的变形小,可使锤片上的销孔与销轴之间保持设计所规定的正确间隙,这样就减小了当粉碎机运转时锤片发生冲击振动的幅度以及销轴发生疲劳断裂的可能性。再者,由于氩气的保护性能优良,氩弧的温度又很高,因此无需使用相应的焊剂或熔剂就能获得纯净的高质量的焊缝。即采用这种焊接工艺的碳化钨堆焊层内很少有气孔和夹杂,从而使得硬质合金一般不会从锤片基体上剥落,保证了锤片具有足够的使用寿命。

  3.焊前预热:所有的锤片在进行碳化钨堆焊之前,都必须先放人工业炉中进行预热。焊前预热的主要目的是减小堆焊层金属的冷却速度,从而减小焊接产生的热应力并防止堆焊层及其周围的热影响区产生裂纹。大部分锤片的厚度都比较薄,因此所需的预热温度不用太高,一般仅为100—150℃。如果预热温度过高,就有可能产生两个不良后果。一是会降低锤片的冲击韧性,二是会使空气进入堆焊层内部,形成气孔,从而使堆焊的合金在粉碎饲料的过程中容易出现剥落。

  4.机器人焊接技术的应用:手工焊接具有生产效率低下,焊缝质量无法保证,劳动环境差等诸多问题。为此,早先的时候一些专用的焊接自动化设备得以开发并应用在汽车生产线上。但这些自动焊接机的价格昂贵,而且柔性较差,因此不适用于锤片的堆焊工艺。


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