[發明專利]一種小直徑深孔的激光熔覆加工方法

在審

• 申請號: 202110861333.3
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113584473A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 侯俊明
• 申請（專利權）人: 豪利機械（蘇州）有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C21D9/00
• 代理公司: 蘇州曼博專利代理事務所(普通合伙) 32436
• 代理人: 孫霞

本發明公開了一種小直徑深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步驟：整理清潔，保持加工件的深孔內壁的干凈；預熱處理；撤除預熱裝置開始測距定位；開始施焊，關閉光點器，開啟激光燈，同時經過焊機槍頭向深孔內壁上噴涂焊粉，通過激光產生的高溫將焊粉熔焊在深孔內壁上以此形成熔覆層；進行后熱保溫處理；去應力處理；無損檢測。本發明采用特殊改裝過的內孔激光熔覆槍頭，能夠對中小孔徑工件內壁進行熔覆堆焊，采用粉末合金的焊材型式，將粉末通過激光熔覆的方式進行內孔的堆焊，熔覆層與深孔內壁之間形成良好的冶金結合，熔覆層組織致密，熱影響區小且稀釋率低，熔覆材料具有選擇多樣性，可根據不同的工程需求設計不同的合金比例。

技術領域

本發明涉及激光熔覆技術領域，尤其涉及一種小直徑深孔的激光熔覆加工方法。

背景技術

激光熔覆亦稱激光包覆，是一種小直徑深孔的激光熔覆加工方法新的表面改性技術。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結合的添料熔覆層。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，因此激光熔覆技術應用前景十分廣闊。

現有工藝中，通過焊頭現階段激光熔覆技術只能熔覆大直徑的管道，而對于中小直徑的管道，主要是由于熔覆受到空間的限制，激光頭難以進入管道中，實現過程復雜，耗費較大。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出了一種小直徑深孔的激光熔覆加工方法。

本發明提出的一種小直徑深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步驟：

S1：整理清潔，保持加工件的深孔內壁的干凈；

S2：預熱處理，將預熱裝置的加熱頭伸入深孔內壁中，通過預熱裝置產生的高溫將清潔時殘留在深孔內壁上的清潔劑蒸發干，并對深孔的內壁進行預熱，使內壁表面溫度達到150至200℃；

S3：撤除預熱裝置開始測距定位，將激光焊機的槍頭上的滑動測距器貼靠在深孔口的外表壁上，開啟焊機槍頭上的監控探頭，并開啟光點器，將焊機槍頭向深孔內部推進，通過視覺技術識別到光點器發出的光點位于深孔內壁上的加工標記位置時，激光焊機記錄此時滑動測距器的讀數，此數值作為加工焊接的深度數值，為后續焊接時帶動加工件動作的儀器作為動作參數；

S4：經過S3后，激光焊機的槍頭位于焊接區域的端頭處，開始施焊，關閉光點器，開啟激光燈，同時經過焊機槍頭向深孔內壁上噴涂焊粉，通過激光產生的高溫將焊粉熔焊在深孔內壁上以此形成熔覆層；

S5：后熱處理，焊接結束后，采用保溫材料覆蓋在熔覆層表面或使用保溫爐進行保溫；

S6：去應力處理，整體焊后熱處理，溫度為638℃±10℃，保溫時間在3至6小時，升溫/降溫速度小于100℃/h，隨爐空冷；

S7：無損檢測，PT檢測熔覆層表面焊接缺欠狀況，UT檢測熔覆層內部質量狀況。

作為本發明再進一步的方案：所述焊接過程中，由數控裝置控制機械臂帶動加工工件移動。

作為本發明再進一步的方案：所述焊機的槍頭為彎頭，槍頭內部設置的反光鏡用于改變光路，使得光路的出口指向深孔的內壁，改變后的光路與原光路間的夾角為90°-150°，方便焊接。

作為本發明再進一步的方案：所述滑動測距器由滑動變阻器和接觸片組成，接觸片用于接觸深孔外壁，滑動變阻器設置于焊機槍頭外壁，接觸片設置于滑動變阻器的滑動觸頭的外壁。

作為本發明再進一步的方案：所述監控探頭用于實時拍攝并向顯示器傳輸視頻數據。

作為本發明再進一步的方案：所述步驟S1中，使用干凈布料將深孔內壁上的固體灰塵清除，再用清潔劑除去深孔內壁表面的油污，清理完孔內的清潔劑再使用除銹劑清除深孔內內壁表面的氧化層，最后再使用清潔布料將深孔內的除銹劑清除干凈。