[發明專利]激光焊接修復扭力筒的方法

在審

• 申請號: 201610146177.1
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105728877A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 陸毅;許照鵬;王林;袁江睿;孫阿雷
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: B23K1/005
• 分類號: B23K1/005;B23K1/20
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及激光焊接領域，具體是一種扭力筒激光焊接修復方法。

背景技術

在維修Honeywell公司生產的B737系列飛機的剎車裝置2606672-4、2612302-1和2612312-1過程中，其受力零件扭力筒產生的缺陷主要為傳力凸鍵磨損、背盤表面裂紋等，剎車裝置相關的CMM維修手冊中提供的修理方法使用現有氬弧焊堆焊技術，首先對表面裂紋部位打磨掉裂紋后，采用電焊或氣焊法把金屬熔化并堆積在裂紋區域，最后將焊接面打磨光滑并恢復原來形狀。但扭力筒在氬弧焊修復過程中，零件不可避免的要受到加熱時間長、加熱區域大和溫度不均勻等因素的影響，使零件焊接部位和鄰近區域容易產生熱變形和應力集中等現象，嚴重時還會出現孔洞、夾渣和裂紋等缺陷，甚至因此導致扭力筒報廢。

由于扭力筒是主要受力零件，在氬弧焊修復時，必須盡可能消除在焊接部位和鄰近區域受到熱變形和應力集中等因素的影響，防止出現孔洞、夾渣、裂紋等缺陷。因此，扭力筒在焊接前要先預加熱到一定溫度，并在焊接中要保持這個溫度，焊完后還要保溫一定時間進行熱處理。這樣就使得整個焊接修復過程很復雜，時間很冗長，對場地和設備的要求也很高。現有焊接方法中已有焊前預熱，焊接中保溫，焊接完成后再保溫一定的時間的技術。現有焊接技術中因工件材料、焊接材料及焊接電流等不同，焊接中技術要求均不相同。

發明內容

為了提高扭力筒焊接修復的質量和工作效率，防止因焊接缺陷而造成扭力筒報廢，本發明提出一種激光焊接修復扭力筒的方法。

本發明具體過程是：

步驟1，打磨待修復部位。

步驟2，清洗待修復部位。

步驟3，預熱。將扭力筒放入干燥箱加熱至260～316℃，保溫2h。

步驟4，調光。將經過預熱的扭力筒安裝到焊接機上，按下述工藝要求進行調光：透鏡焦距200～280mm，離焦量：-8～+8mm。

步驟5，焊接。通過氣流，以50g/min的送粉速度，將與扭力筒基體材料相同的金屬粉末堆放在待修復部位。同時用激光束將放置在待修復部位的金屬粉末完全熔化。激光束掃描完成后，焊接部位凝固，獲得與扭力筒基體冶金結合的致密熔覆層。

焊接的工藝參數為：焊接電流：140～190A；脈寬：4～8ms；頻率：10～18Hz；掃描速度：300mm/min；光斑尺寸：1.0～1.5mm

焊接所用金屬粉末的用量根據扭力筒缺損體積初步確定，1cm³缺損需要8g～9g金屬粉末。

步驟6，保溫。將扭力筒放入干燥箱加熱至482～538℃，保溫時間：2～3h，出爐溫度＜50℃，自然冷卻至室溫，以消除焊接應力。

步驟7，表面檢測。

步驟8，磁粉探傷檢查。采用常規方法對涂覆部位進行磁粉探傷檢查，不得有裂紋。

步驟9，打磨。磁粉探傷檢查后，對焊接部位進行打磨，去除焊渣和多余的熔覆物，至此，完成了對扭力筒的焊接修復。

本發明適用于Honeywell公司生產的B737系列飛機的剎車裝置2606672-4、2612302-1、2612312-1上的扭力筒焊接修復。

激光焊接修復工藝又稱為激光表面熔覆修復工藝，整個修復過程在常溫下即可完成，修復時只需要一臺專用的激光熔覆焊設備，是一種修復金屬零件表面損傷和缺陷的省時省力、效率高、成本低的新型工藝方法。

采用常規氬弧焊的工藝方法焊接修復扭力筒時，在焊接前要對扭力筒進行預加熱，Honeywell公司的標準施工手冊上規定的預加熱溫度為(260℃～316℃)，需保溫2h。因此，在扭力筒焊接時需要專門的加熱爐和耐高溫的自動焊接設備(在預加熱的高溫條件下采用手工焊接時無法實現的)，對場地和設備的要求很高。另外，焊接完成后，還要通過加熱保溫來消除扭力筒的焊接應力。Honeywell公司的標準施工手冊上規定加熱到溫度(482℃～538℃)，保溫2小時來消除焊接應力。由于扭力筒的整個焊接修復過程包括準備的時間較長，整個焊接過程中若設備參數設置或溫度控制不嚴，就可能使焊接的零件出現一些缺陷，影響焊接質量。

采用激光焊接修復工藝方法焊接修復扭力筒時，首先將需要焊接的扭力筒焊接部位清理干凈，然后利用大功率能量激光束聚集能量極高的特點，瞬間將被加工零件缺陷處微熔，同時使零件缺陷處預置或激光束同步自動送置的與零件材料相同的金屬粉末完全熔化。激光束掃描后快速凝固，獲得與零件基體冶金結合的致密熔覆層。焊接完成后，對焊接部位進行打磨，去除焊渣和多余的熔覆物，使焊接部位與未焊接鄰近區域相銜接，達到相同的尺寸和光滑程度。