[發明專利]一種大型鋼鐵構件垂直面原位修復設備及修復方法

在審

• 申請號: 202111493842.1
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114318328A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 胡家齊;舒送;蔡小葉;程宗輝;張志強;范朝;白兵;袁晨風
• 申請（專利權）人: 國營蕪湖機械廠
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C23C24/04
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 戴鳳儀

本發明涉及激光熔覆修復技術領域，具體為一種大型鋼鐵構件垂直面原位修復設備及修復方法，修復設備包括機械臂；箱體，左、右側面貫通，左側面與待修件的垂直損傷面貼合，右側面設有橡膠墊，使箱體內部形成與外界隔絕的倉室，機械臂的端部穿過橡膠墊伸入到箱體內；激光器，用于進行激光熔覆修復，設置在機械臂的端部上；冷噴涂槍，用于進行冷噴涂修復，設置在機械臂的端部上。本發明通過修復設備，集成了冷噴涂與激光熔覆，機械臂運動的情況下，且較好的保證了倉室的密封性；通過先冷噴涂再激光熔覆，使垂直面基體的熱影響區減小，減少了對垂直面基體的影響；通過激光熔覆后再次重復冷噴涂，降低內應力，且減小激光熔覆導致的裂紋傾向。

技術領域

本發明涉及激光熔覆修復技術領域，具體為一種大型鋼鐵構件垂直面原位修復設備及修復方法。

背景技術

激光熔覆技術通過將材料(粉末或絲材)同步輸送或預置于零件表面，經過高能量密度激光輻照，表面材料熔化形成熔池并快速冷卻形成相應的熔覆層，能較好的修復零部件表面缺陷，恢復零部件的尺寸并一定程度上恢復零部件的性能，該技術在航空航天、火力發電、煤礦開采等領域的機械零部件修復中廣泛應用。

激光熔覆技術一般要求零部件水平放置，從而進行修復。部分大型鋼鐵構件由于應用等相關原因，無法對其擺放位置進行更改，僅能原位修復。當其受損面為垂直面時，采用激光熔覆技術最重要的問題在于整個修復過程均會受到重力影響。采用鋪粉方式，粉末在垂直面會脫落，而采用同步送粉方式，同樣由于重力原因，粉末飛濺更嚴重，熔覆層缺陷較多，修復性能較差。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出了一種大型鋼鐵構件垂直面原位修復設備及修復方法。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種大型鋼鐵構件垂直面原位修復設備，包括：

機械臂；

箱體，左、右側面貫通，左側面與待修件的垂直損傷面貼合，右側面設有橡膠墊，使箱體內部形成與外界隔絕的倉室，機械臂的端部穿過橡膠墊伸入到箱體內；

激光器，用于進行激光熔覆修復，設置在機械臂的端部上；

冷噴涂槍，用于進行冷噴涂修復，設置在機械臂的端部上。

優選地，箱體的左側面四周邊緣處設有膠圈。

優選地，箱體的前側面設有玻璃面板。

優選地，箱體的前側面、底面、頂面、后側面均設有排氣閥門。

優選地，箱體的右側面下部設有四個進氣口、上部設有一個排氣口。

一種應用大型鋼鐵構件垂直面原位修復設備的修復方法，包括以下步驟：

(一)將箱體的左側面緊貼于大型鋼鐵構件垂直面上的損傷區域，排氣閥門關閉，開啟進氣口輸入氬氣，流量為10～50L/min，由排氣口排出，進氣時間為1min；

(二)關閉進氣口與排氣口，啟動冷噴涂槍，機械臂帶動冷噴涂槍按預設路徑向受損區域進行冷噴涂，同時開啟排氣閥門排出箱體內的空氣，涂層厚度達到50～200μm后，關閉冷噴涂槍，同時關閉排氣閥門；

(三)開啟進氣口輸入氬氣，流量為10～50L/min，由排氣口排出，進氣時間為1min；

(四)關閉進氣口與排氣口，啟動激光器，激光掃略噴涂涂層，冷卻后形成修復層；

(五)重復步驟(一)至(四)，使修復層略厚于預期目標，以冷噴涂步驟為結束步驟；

(六)移開箱體，對大型鋼鐵構件垂直面上多出的修復層進行打磨，完成修復。