一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺的制作方法

[0001]
本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺。


背景技术：

[0002]
众所周知，螺纹套管作为固定连接部件在很多领域得到广泛的应用，现有的螺纹套管的加工是将一个套管段的两端分别与两个螺母通过焊接连接一体。在采用电焊机焊接时，需要将工件接地，对于工件旋转环缝焊接时，如何将工件通过导线与接地线连接，是当前需要解决的问题。
[0003]
焊接称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属，焊接需要肢体带动焊接装置与工件接触，焊接过程中存在安全隐患，且手动带动工件与焊接装置接触会出现焊接不均匀、气孔、未焊透的现象。焊接操作是一种均速、稳定的操作过程，只有在均速、稳定的条件下，才能获得优良的焊缝质量。在不转动状态下，只能进行全位置焊接，全位置焊接的操作难度极高，相应的对操作人员的操作水平要求极高，且焊缝质量合格率较低。
[0004]
目前，现有的地线与工件的连接方式主要有两种。一种是直接用夹子连接，即用夹子直接夹住电缆与工件连接。该方法虽然简单，但是容易造成电缆绕圈损伤，且电缆的损耗非常大。再就是使用普通的接地转子，但是接地转子容易发热变形，而且随着工件的转动，工作一段时间后会使接地转子卡死，无法转动。
[0005]
因此，如果直接使地线固定在工件上进行焊接的方法劳动强度大，工作效率低，电缆的使用寿命短。如果采用普通的接地转子，不仅产品的质量受到影响外，极聚的高温对生产作业人员的安全也构威胁。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，该制备工艺通过合理设计转动焊接装置的导电结构，提高了焊接过程的安全性，同时保证了转动焊接的质量，避免缺焊漏焊。
[0007]
为解决上述存在的技术问题，本发明采用如下制备方法：一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，包括如下步骤：制备导电胶套的步骤，制备滚动轴承的步骤、制备导电铜片的步骤，将导电铜片、导电胶套和滚动轴承组装的步骤，即完成导电机构的制备，步骤一、制备导电胶套，具体步骤为：所述导电胶套包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度；将金属粉混合进硅橡胶材料中进行搅拌，混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状材料，在管状材料的内外涂覆粘结层材料，在粘结层材料上敷设金属网，进行烘烤，冷却后，制成导电胶套，根据设计尺寸进行切割；步骤二、制备滚动轴承，具体步骤如下：
（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在720-850℃进行烧结，烧结时间为20-45min，经过冷轧后，在850-950℃进行再次烧结，烧结时间为60-80min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在60-90℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225-245℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；步骤三、制备导电铜片，将铜材料冲压制成弧形片，弧形片的两端形成有连接翼部，在弧形片的内圆面形成有凸纹结构，在弧形片冲压有安装孔，在安装孔处安装定位柱，备用；步骤四、组装步骤，对导电胶套的内圆面进行加工，以实现导电胶套套装在滚动轴承上，两个导电铜片通过连接翼部进行螺栓连接，形成圆环形结构，以压装在导电胶套外表面，即完成导电机构的制备。
[0008]
进一步改进本方案，所述步骤二中，具体步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在℃进行烧结，烧结时间为30-35min，经过冷轧后，在770-800℃进行再次烧结，烧结时间为65-70min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在75-80℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225-235℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承。
[0009]
进一步改进本方案，在轴承外圈和轴承内圈之间填充有导电油脂。
[0010]
进一步改进本方案，所述步骤二中，金属粉材料为铜合金材料。
[0011]
进一步改进本方案，所述轴承合金材料为石墨和镍铝铜粉，所述石墨和镍铝铜粉的质量比为1:28-32。
[0012]
进一步改进本方案，所述碳纳米管的长度为1-2μm。
[0013]
本发明的有益效果是：其一、本方案通过创新，改变了导电机构的结构，提高了焊接质量，同时提供了焊接过程的安全性，具体分析如下：将导电机构分为三个部件，与转轴连接的滚动轴承、套装在滚
动轴承上的导电胶套、与导电胶套外圈接触的导电铜片，实现在焊接过程中，接地转子通过导电机构与接地板实现导通连接，由于在接地转子转动过程中，为保证滚动轴承与导电铜片之间的稳定接触，避免接地转子震动影响，导电胶套起到了减震作用，能够进一步加强导电效果，导电铜片分为上下两个，对接组成圆环结构，上下两个导电铜片夹持导电胶套，以将金属网层与滚动轴承外圈完全接触，增强导电效果。
[0014]
其二、优化了滚动轴承的制备工艺，本方案采用经过特殊处理的钢套制作滚动轴承，在滚动轴承上涂覆有金属粉材料层和导电润滑层，能够进一步提升其导电性能，其中金属粉材料层为基层材料，采用黄铜材质，包裹整个滚动轴承，黄铜材质的导电性能较好，同时为了进一步提高轴承的导电润滑性，在底层材料的上层设置了导电润滑层，不仅保证了导电性能良好，还有效地提高了其耐磨润滑性能，在金属粉材料层开设凹槽，能够有效提升导电润滑层的附着力，同时严格控制钢套的高温下的热处理温度和时间，并采用分段升温处理和时效处理，使得滚动轴承在保证较高的精度下，具有良好的导电性能和润滑性能。
附图说明
[0015]
图1为本发明导电机构的结构图；图中标记：1、滚动轴承，2、导电胶套，3、导电铜片，3-1、定位柱,3-2、铜片接头。
具体实施方式
[0016]
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0017]
一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，如图所示，所述的导电机构由滚动轴承1、设置在滚动轴承1外的导电胶套2以及设置在导电胶套2外圈的产导电铜片3构成；步骤一、制备导电胶套，具体步骤为：所述导电胶套包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度；将金属粉混合进硅橡胶材料中进行搅拌，混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状材料，在管状材料的内外涂覆粘结层材料，在粘结层材料上敷设金属网，进行烘烤，冷却后，制成导电胶套，根据设计尺寸进行切割；步骤二、制备滚动轴承，具体步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在720-850℃进行烧结，烧结时间为20-45min，经过冷轧后，在850-950℃进行再次烧结，烧结时间为60-80min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在60-90℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至
225-245℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；步骤三、制备导电铜片，将铜材料冲压制成弧形片，弧形片的两端形成有连接翼部，在弧形片的内圆面形成有凸纹结构，在弧形片冲压有安装孔，在安装孔处安装定位柱，备用；步骤四、组装步骤，对导电胶套的内圆面进行加工，以实现导电胶套套装在滚动轴承上，两个导电铜片通过连接翼部进行螺栓连接，形成圆环形结构，以压装在导电胶套外表面，即完成导电机构的制备。
[0018]
本方案中，所述步骤二中，最佳方案如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在770-800℃进行烧结，烧结时间为30-35min，经过冷轧后，在880-920℃进行再次烧结，烧结时间为65-70min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在75-80℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225-235℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承。
[0019]
本方案中，在轴承外圈和轴承内圈之间填充有导电油脂。
[0020]
本方案中，所述步骤二中，金属粉材料为高导电性铜合金。
[0021]
本方案中，所述轴承合金材料为石墨和镍铝铜粉，所述石墨和镍铝铜粉的质量比为1:28-32。
[0022]
本方案中，其中，碳纳米管的长度为1-2μm，本方案中，导电胶套2一方面起到减震作用，避免转轴振动对导电铜片接线可靠性的影响，同时为了保证导电胶套2能够导通较大电流，使得导电机构的导电效果得到增强，特别在导电胶套2的外侧设置有金属网，并在胶套内设置有较高密度的金属粉，从而增强导电性能，导电铜片3与导电胶套2外侧的金属网层接触，所述导电胶套2内的金属粉为铜粉或银粉。
[0023]
实施例一一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，包括如下步骤：制备导电胶套2的步骤，制备滚动轴承1的步骤，制备导电铜片3的步骤，将导电铜片3、导电胶套2和滚动轴承1组装的步骤，即完成导电机构的制备，步骤一、制备导电胶套2，具体步骤为：所述导电胶套2包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度；将金属粉混合进硅橡胶材料中进行搅拌，混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状材料，在管
状材料的内外涂覆粘结层材料，在粘结层材料上敷设金属网，进行烘烤，冷却后，制成导电胶套2，根据设计尺寸进行切割；步骤二、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在770℃进行烧结，烧结时间为35min，经过冷轧后，在880℃进行再次烧结，烧结时间为70min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在75℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；步骤三、制备导电铜片3，将铜材料冲压制成弧形片，弧形片的两端形成有连接翼部，在弧形片的内圆面形成有凸纹结构，在弧形片的一侧焊接铜片接头3-2，在弧形片冲压有安装孔，在安装孔处安装定位柱，备用；步骤四、组装步骤，对导电胶套2的内圆面进行加工，以实现导电胶套2套装在滚动轴承1上，两个导电铜片3通过连接翼部进行螺栓连接，形成圆环形结构，以压装在导电胶套2外表面，即完成导电机构的制备。
[0024]
实施例二一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，包括如下步骤：制备导电胶套2的步骤，制备滚动轴承1的步骤，制备导电铜片3的步骤，将导电铜片3、导电胶套2和滚动轴承1组装的步骤，即完成导电机构的制备，步骤一、制备导电胶套2，具体步骤为：所述导电胶套2包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度；将金属粉混合进硅橡胶材料中进行搅拌，混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状材料，在管状材料的内外涂覆粘结层材料，在粘结层材料上敷设金属网，进行烘烤，冷却后，制成导电胶套2，根据设计尺寸进行切割；步骤二、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在800℃进行烧结，烧结时间为35min，经过冷轧后，在920℃进行再次烧结，烧结时间为65min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在80℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至235℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子
和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；步骤三、制备导电铜片3，将铜材料冲压制成弧形片，弧形片的两端形成有连接翼部，在弧形片的内圆面形成有凸纹结构，在弧形片的一侧焊接铜片接头3-2，在弧形片冲压有安装孔，在安装孔处安装定位柱，备用；步骤四、组装步骤，对导电胶套2的内圆面进行加工，以实现导电胶套2套装在滚动轴承1上，两个导电铜片3通过连接翼部进行螺栓连接，形成圆环形结构，以压装在导电胶套2外表面，即完成导电机构的制备。
[0025]
实施例三一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，包括如下步骤：制备导电胶套2的步骤，制备滚动轴承1的步骤，制备导电铜片3的步骤，将导电铜片3、导电胶套2和滚动轴承1组装的步骤，即完成导电机构的制备，步骤一、制备导电胶套2，具体步骤为：所述导电胶套2包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度；将金属粉混合进硅橡胶材料中进行搅拌，混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状材料，在管状材料的内外涂覆粘结层材料，在粘结层材料上敷设金属网，进行烘烤，冷却后，制成导电胶套2，根据设计尺寸进行切割；步骤二、制备滚动轴承，具体步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在720℃进行烧结，烧结时间为45min，经过冷轧后，在950℃进行再次烧结，烧结时间为60min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在60℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至225℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；步骤三、制备导电铜片3，将铜材料冲压制成弧形片，弧形片的两端形成有连接翼部，在弧形片的内圆面形成有凸纹结构，在弧形片的一侧焊接铜片接头3-2，在弧形片冲压有安装孔，在安装孔处安装定位柱，备用；步骤四、组装步骤，对导电胶套2的内圆面进行加工，以实现导电胶套2套装在滚动轴承1上，两个导电铜片3通过连接翼部进行螺栓连接，形成圆环形结构，以压装在导电胶套2外表面，即完成导电机构的制备。
[0026]
实施例四一种转动焊接装置用导电机构的制备工艺，包括如下步骤：制备导电胶套2的步骤，制备滚动轴承1的步骤，制备导电铜片3的步骤，将导电铜片3、导电胶套2和滚动轴承1组装的步骤，即完成导电机构的制备，
步骤一、制备导电胶套2，具体步骤为：所述导电胶套2包括管状材料层、位于管状材料层内外两侧的金属网层以及设置在管状材料层和金属网层之间的粘结层，在管状材料层和粘结层中分布有金属粉，位于管状材料层的金属粉浓度大于粘结层的金属粉浓度；将金属粉混合进硅橡胶材料中进行搅拌，混合后的硅橡胶材料通过挤出机挤出为管状材料，在管状材料的内外涂覆粘结层材料，在粘结层材料上敷设金属网，进行烘烤，冷却后，制成导电胶套2，根据设计尺寸进行切割；步骤二、制备滚动轴承，具体步骤如下：（1）、选取轴承合金材料，将轴承合金材料熔融后装入模具中，分别制备出与轴承内圈和轴承外圈结构相同的钢套，然后对钢套进行表面处理和防氧化处理，除去表面的油渍和氧化杂质，并加工至指定尺寸，备用；（2）、将金属粉材料层涂覆在钢套表面上，在氨分解气氛下，在850℃进行烧结，烧结时间为20min，经过冷轧后，在850℃进行再次烧结，烧结时间为80min，金属粉材料层厚度为1-1.5mm，自然冷却后备用；（3）、在所述轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，开设网格状凹槽，所述凹槽深度为0.3mm-0.5mm；（4）、将导电润滑层原料混合后，涂覆在滚子表面和步骤（3）所得到的轴承外圈的内环面和轴承内圈的外环面，涂覆后将钢套放置在90℃烘箱内烘干，然后将烘箱温度升温至245℃，导电润滑层的厚度为1.5-2.5mm，制成备用钢套，所述导电润滑层由以下原料制成：包括氟聚合物65-68份，石墨2-3份，铜粉4-5份，乙炔黑2-3份，碳纳米管1-2份，固体润滑剂1-2份；（5）、将轴承内圈、滚子和轴承外圈进行组装以得到滚动轴承；步骤三、制备导电铜片3，将铜材料冲压制成弧形片，弧形片的两端形成有连接翼部，在弧形片的内圆面形成有凸纹结构，在弧形片的一侧焊接铜片接头3-2，在弧形片冲压有安装孔，在安装孔处安装定位柱，备用；步骤四、组装步骤，对导电胶套2的内圆面进行加工，以实现导电胶套2套装在滚动轴承1上，两个导电铜片3通过连接翼部进行螺栓连接，形成圆环形结构，以压装在导电胶套2外表面，即完成导电机构的制备。
[0027]
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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