[發明專利]一種薄壁金屬偶合管件的表面激光熔覆方法

在審

• 申請號: 201410740302.2
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104532230A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 孫家樞;黃鵬;王克會
• 申請（專利權）人: 天津濱海雷克斯激光科技發展有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本項發明涉及金屬再制造高新技術領域中的激光熔覆，特別涉及一種激光熔覆中的薄壁金屬偶合管件的激光熔覆。

背景技術

隨著科技的發展，薄壁金屬偶合管件應用越來越多，而且所使用的工況也越來越惡劣，巖層，強腐蝕等等不良環境，導致薄壁偶合管件維修頻率增高。傳統方法TIG焊接，其焊接過程，用于焊接熱輸入量大；在焊接位置產生較大的殘余應力收縮變形較大，難以保證修復零件的安裝精度，無法偶合導致工件報廢，增加企業成本投入。激光熔覆，是將高能密度的激光束照射到基體表面，使基體均勻微熔，并與熔覆層形成冶金結合，實現零部件的表面強化和修復。熔覆層具有與基體相同或不同的成分和性能，激光加熱屬于能量高度集中地快速加熱和快速冷卻的過程，因此對基體的熱輸入小，變形量小，稀釋率低，熔覆層不但組織細小，而且硬度高，氣孔率低，界面結合良好；用于激光束形成的熔覆層能保證被加工表面性質和特征，且操作靈活，易于實現自動化，因此與其他方法相比激光熔覆技術具有明顯的優勢。

發明內容

本發明所述的提供一種薄壁偶合管件激光熔覆的方法。它熔覆溫度低，熔覆后不變形（精密偶合管件熔覆后依然可以順利偶合進入），具有很強耐磨性及耐腐蝕性，且硬度高。

本發明所述的薄壁偶合管件的激光熔覆方法，所述的激光熔覆激光器為YLS-2000IPG激光器及工業機器人，配合使用。激光器功率600w-1800w?,機器人速度為120-300mm/min。

薄壁激光熔覆方法其熔覆工藝為：A：測量薄壁管件的各位置尺寸，將薄壁管件與支撐架旋轉臺搭接起來使薄壁管件可以勻速旋轉起來，B：依據施焊位置調整機器人角度及高度，離焦量在20-30mm,設定送粉器參數及激光器與轉臺參數。合理的選擇激光參數，包括：功率、光斑、離焦距，激光掃描速度（即激光束移動速度），調控熔池存在的時間，減少熔深、減少基體金屬的熔化、減小熱影響區，減少熱應力。C：在施焊位置相對位置增加氣冷裝置保證熔覆過程中溫控儀監測溫度不超過120攝氏度，超出停止工作。D：熔覆后清理熔覆表面并測量數據。

以上述激光熔覆工藝方法在其特征是管件直徑為150-220mm,壁厚1mm-3mm,熔覆長度為30-50mm,厚度1-2mm的整體面積，熔覆后效果良好，管件變形量小于0.1%（精密偶合管件熔覆后依然可以順利偶合進入）并具有較高強度及優異耐磨性。

附圖說明：附圖1為Staubli機器人與IPG光纖激光器組合；附圖2熔覆工件直觀厚度，偶合絲扣及熔覆后樣貌。

應用實例：薄壁精密偶合管件激光熔覆，壁厚厚度2mm，管件直徑190mm,管件整個長度695mm,熔覆面積為50mm長，高度1-2mm,同步送合金粉末，然后用裝于Staubli機器人臂上的IPG光纖激光器激光頭（附圖2），按編制好的路徑程序在工件表面進行激光掃描熔覆，轉臺參數18-33，送粉量5-15g/min，氬氣保護0.3Mpa，氣冷裝置搭接完畢，熔覆前尺寸測定。熔覆后同樣測定尺寸，管件依然能與套筒偶合，且耐磨性好，達到客戶要求。?見（附圖1）。