[發(fā)明專利]熱絲激光熔敷工藝以及用于所述工藝的消耗品

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610009644.6
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105772982A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·K·哈特曼
• 申請（專利權(quán)）人: 林肯環(huán)球股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K26/342;B23K26/12;B23K101/06
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11269
• 代理人: 嚴(yán)慎

優(yōu)先權(quán)：本申請要求2015年1月9日遞交的美國臨時(shí)申請62/101,511的優(yōu)先權(quán)，所 述臨時(shí)申請通過引用以其整體被并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本文所描述的發(fā)明大體上涉及熱絲激光熔敷領(lǐng)域的改進(jìn)的工藝，并且尤其涉及在管 (pipe)/管道(tube)或彎曲表面上的激光熔敷。

背景技術(shù)

熔敷是一種已經(jīng)完善的工藝，該工藝用于各種行業(yè)中以改進(jìn)部件的表面及近表面性質(zhì) (例如，耐磨性、耐腐蝕性或耐熱性)，或者為經(jīng)使用已經(jīng)變得磨損的部件重塑表面。熔 敷具體地涉及具有與基體材料不同組成的新表面層的創(chuàng)建。

熔敷技術(shù)可以被寬泛地分為三個(gè)類別：弧焊；熱噴涂；以及基于激光的方法。這些方 法中的每一種都具有優(yōu)勢和局限性。

激光熔敷在概念上類似于弧焊方法，而激光被用于熔化基質(zhì)和熔敷材料的表面，所述 熔敷材料可以是絲、帶或粉末形式的。激光熔敷通常用CO₂、各種類型的Nd:YAG以及最 近通常用的光纖激光來實(shí)施。

激光熔敷典型地產(chǎn)生高質(zhì)量的熔敷物，所述熔敷物是一種具有低稀釋度、低多孔性和 良好的表面均勻性的熔敷物。激光熔敷在所述部件上產(chǎn)生最小化的熱量輸入，這很大程度 上消除了變形和對后處理的需求，并且避免了合金元素的損失和基體材料的硬化。此外， 伴隨著激光熔敷而經(jīng)歷的迅速自然淬火導(dǎo)致熔敷層中精細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)。

示例性的激光熔敷工藝將預(yù)熱氣體金屬弧焊(“GMAW”)焊絲與多千瓦級 (multikilowatt)、固態(tài)、光纖傳送的激光結(jié)合。可編程的GMAW電源僅能夠被用于加熱 焊絲，并且電流被短路以防止出現(xiàn)傳統(tǒng)的電弧。電源可以使用將加熱電源與激光控制同步 的軟件。以指定角度供給至激光束的預(yù)熱焊絲減少了來自激光的功率要求，所述功率要求 剛好足夠鋪設(shè)熔敷物并使之流動(dòng)，但又不能過大以導(dǎo)致過度稀釋。結(jié)果是一種具有與粉末 激光熔敷類似的稀釋性質(zhì)并且具有使用焊絲的優(yōu)勢(包括離位(out-of-position)能力)的 熔敷工藝。

然而，即使具有上述優(yōu)點(diǎn)，圓柱形管/管道的沉積速率被限制，而在熔敷行業(yè)中，以 更快的速率沉積熔敷材料的能力是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

按照本發(fā)明，提供了提高符合AWSERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％的Al的 高鎳含量焊接焊絲(weldingwire)的熔敷速度的工藝，改進(jìn)包括：向焊接焊絲添加額外 的Al以致Al的總量是至少0.05wt.％的Al，所述工藝還包括：相比于所述工藝采用符合 AWSERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％的Al的焊接焊絲的情況，將要被熔敷的基 質(zhì)的旋轉(zhuǎn)速度提高至少10％。

本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了提高符合AWSERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％ 的Al的高鎳含量焊接焊絲的熔敷速度的工藝，改進(jìn)包括：向焊接焊絲添加額外的Al以致 Al的總量是至少0.10wt.％的Al，所述工藝還包括：相比于所述工藝采用符合AWS ERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％的Al的焊接焊絲的情況，將要被熔敷的基質(zhì)的旋 轉(zhuǎn)速度提高至少15％。

本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了提高符合AWSERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％ 的Al的高鎳含量焊接焊絲的熔敷速度的工藝，改進(jìn)包括：向焊接焊絲添加額外的Al以致 Al的總量是至少0.15wt.％的Al，所述工藝還包括：相比于所述工藝采用符合AWS ERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％的Al的焊接焊絲的情況，將要被熔敷的基質(zhì)的旋 轉(zhuǎn)速度提高至少20％。

本發(fā)明的再另一個(gè)方面，提供了提高符合AWSERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03 wt％的Al的高鎳含量焊接焊絲的熔敷速度的工藝，改進(jìn)包括：向焊接焊絲添加額外的Al 以致Al的總量是至少0.15wt.％的Al，所述工藝還包括：相比于所述工藝采用符合AWS ERNiCrMo-10標(biāo)準(zhǔn)并具有少于0.03wt％的Al的焊接焊絲的情況，將要被熔敷的基質(zhì)的旋 轉(zhuǎn)速度提高至少30％。