[發明專利]一種大型旋轉機械軸瓦激光快速修復工藝方法

無效

• 申請號: 201310462844.3
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103451650A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 周武軍
• 申請（專利權）人: 岳陽大陸激光技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C13/02
• 代理公司: 岳陽市科明專利事務所 43203
• 代理人: 彭乃恩;陳慶元

技術領域

本發明涉及激光熔覆技術領域，特別指大型旋轉機械軸瓦激光快速修復的工藝方法。

背景技術

隨著現代化生產需求，國家經濟發展的需要，特別能源領域對核泵、大型火力發電機、壓縮機等大型旋轉機械的性能要求越來越高，其相對應的配套的軸瓦性能質量要求高，軸瓦的質量而直接影響到機組的正常運行和安全生產。軸瓦以鑄鋼和青銅合金作為基體，在基體上澆鑄巴氏合金制造加工而成。在實際運行中因各種原因造成軸瓦巴氏合金出現裂紋、磨損、劃傷、脫層或者燒損，造成機組正常運行和安全生產，必須采取一種更快速更高效的制做或修復巴氏合金軸瓦的方法,恢復軸瓦的使用性能。

激光熔覆技術作為一種先進的再制造技術，近年來得到迅速發展和推廣應用。激光熔覆技術是在需處理的零部件表面預置一層能滿足使用要求的特制粉末材料,然后用高能激光束對涂層進行快速掃描處理。預置粉末在瞬間熔化并凝固涂層下基體金屬隨之熔化一薄層二者之間的界面在很窄的區域內迅速產生分子或原子級的交互擴散,同時形成牢固的冶金結合。在快速加熱下基體受熱影響極小,無變形。

該項技術主要特點為：

(1)可通過混合不同合金粉末進行成分設計,得到完全致密的冶金結合層，結合強度高；

(2)由于快速加熱和冷卻,激光熔覆層組織均勻致密,微觀缺陷少性能優于其它工藝；

(3)激光束的功率、位置和形狀等能夠精確控制,易實現選區甚至微區熔覆,且對基體的熱影響甚微；

(4)熔覆層的稀釋度小,且可精確控制；

(5)屬于無接觸型處理,便于自動化,實現柔性加工。

在現有的對巴氏合金制做或修復的技術中，專利號為97123228“一種大型軸瓦直接焊巴氏合金釬劑及使用方法”，該專利釬劑主要含有氯化銨、氯化亞錫、氯化鋅、氧化鈰及適量的調合用蒸餾水。使用它時，先清洗干凈軸瓦修補面，再刷涂一層釬劑，接著加熱軸瓦基體到180℃～220℃，然后用巴氏合金焊條進行掛底和堆焊或澆注。施焊后降至常溫后用熱水清渣。

?專利號為201210571271“巴氏合金鎢極惰性氣體保護機器人工作站的焊接方法”，該專利一種巴氏合金鎢極惰性氣體保護機器人工作站的焊接方法，包括：①將待焊接滑塊、推力塊零件固定；②打開焊接設備電源，并接通惰性保護氣體；③選擇焊接材料和保護氣體；④將弧焊機器人的焊槍移動至焊接位置，引燃電弧，將絲狀巴氏合金送至電弧處熔化后點狀分布于零件的表面，同步橫向移動直至在所形成的巴氏合金面上重復操作增加零件表面巴氏合金的厚度；⑤關閉焊接設備電源，停止向焊接位置通惰性保護氣體，自然冷卻所釬焊的巴氏合金層。

專利號為201210396133“一種制作巴氏合金的熱噴涂噴焊工藝”，該專利包括以下步驟：a酸洗，將車削待噴涂的工件浸泡在35％-37％的鹽酸內5-10分鐘后取出；b用清水沖洗干凈使待噴涂工件的表面不能有鐵銹、雜質；c堿煮，將酸洗干凈的工件浸泡在燒開的堿水中10-20分鐘后取出；d用開水煮15-25分鐘取出，使得待噴涂表面不能有鐵銹油污，如果有的話再次進行處理；e將合格的工件放在電爐內加熱后取出；f用噴槍噴一層防氧化的材料，再用熱噴涂技術加工過渡層，檢查處理后再噴涂巴氏合金涂層。

專利號為201310042583“軸瓦噴涂巴氏合金的工藝”，該專利包括去除應力、粗加工、脫氫處理、精加工、搪錫處理、噴涂和爐內融合等步驟。

????以上幾種技術存在工序復雜、結合強度較差、熱量高等方面的不足，利用激光熔覆實現大型旋轉機械軸瓦激光快速修復，如何將激光熔覆技術有效的應用在有色金屬的修復，也是本領域需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術中存在問題和不足加以改進和創新，提供一種操作簡單，造價低廉，無需大型設備的大型旋轉機械軸瓦激光快速修復工藝方法，本發明包括以下工藝步驟：

對軸瓦的損傷方式進行確認，確認是局部損傷還是整體損傷方式；

對軸瓦進行表面著色探傷檢測和超聲波檢測；

對損傷的巴氏合金層采用機械加工方式去除表面疲勞損傷層，并進行無損探傷檢測，確認表面及結合面無缺陷和脫層現象；

軸瓦的損傷區域利用激光器設備進行激光熔覆，熔覆前對軸瓦熔覆區域使用清洗劑清洗表面進行潔凈處理，其激光熔覆工藝參數為：功率為1000-3000W，光斑直徑為3-5mm，掃描速度為?8-30mm/s，焦距300-400mm,搭接率20-30％，預置粉料厚度1.0-2.0mm，根據軸瓦巴氏合金層不同損傷程度，激光熔覆層厚度1.0-15mm，并按照圖紙尺寸留1.5-2.0mm加工余量；