汽车前保险杠注塑模具激光焊接堆积成型加工方法与流程

本发明涉及一种激光焊接堆积成型修复汽车前保险杠注塑模具的加工方法，属于注塑模具领域。

背景技术：

近年来，随着汽车制造业飞速发展，汽车注塑模具行业发展十分迅速，由于汽车注塑模具制造在技术要求及产品质量上的要求越来越高，在技术要求更加严格的强有力竞争下，汽车注塑模具制造业所面临的压也与日俱增。目前，汽车注塑模具存在着精度差、寿命短、开发周期长等缺点。汽车注塑模具在制作过程存在错误加工制作的情况，在使用过程中会产生不同程度的磨损，模具报废率高，特别如汽车前保险杠注塑模具，成本投资很大，报废导致损失很大，且重新加工一副新模具时间需要90天。针对磨损和报废率情况的加高，传统技术一般采用普通电焊处理进行修复，但由于汽车注塑模具的模料一般采用45号钢、50号钢和p20等模料，普通电焊会给注塑模具带来变形量大、硬度不足、易开裂等缺点，并且电焊表面粗糙，需要打光处理，影响模具使用精度，造成产品质量下降。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种采用激光焊接堆积成型修复技术，解决产品成型面的精度和模具的韧性和刚度，不存在模具变形量、硬度和易开裂等现象的激光焊接堆积成型修复汽车前保险杠注塑模具的加工方法。

本发明汽车前保险杠注塑模具激光焊接堆积成型加工方法的技术方案是：其特征在于包括如下步骤：

①、检测模具破损度：将破损的汽车前保险杠注塑模具的型腔或型芯放在3d金相分子扫描仪平台上，检测型腔或型芯的破损度；

②、切割模具破损面：根据检测后得到的型腔或型芯的破损度数据，进行激光切割破损面，切割时，先采用电热丝加热方式，先去除型腔或型芯的不良污垢介质，再根据破损度的投影面积进行激光切割，使破损部位形成带斜度的坡口凹部，坡口凹部表面粗糙度：至所述的坡口凹部包括原始基体层与成型层；

③、分析切割面：采用3d金相分子扫描仪对带斜度坡口凹部的坡口斜面、坡口底面以及成型面法向区域a进行扫描，将扫描得到的云点数据与产品3d造型进行差异性对比,根据对比得到的差异值对模具磨损部分进行激光焊接编程，并制定工艺参数，其工艺参数为：激光焊接功率为:120w/cm²，激光焊接喷头的温度为：1000℃，焊接堆积投影面积为:81364mm²，质量为：2980cm³*7.86g/cm³＝23423g，用时为1680min，其中原始基体层的焊接深度为5mm，用时215min，成型层用时1465min；

④、倒入焊接材料：取25000克颗粒状焊接材料，到入激光焊接机料斗中，所述的焊接材料包括fe铁、c碳、b硼、si硅、w钨、cr铬，所述的激光焊接机料斗为分格料斗，各焊接材料分别倒入分格料斗中；

⑤、堆积修复：采用电热丝加热方式，对焊接合金材料进行液态化，再通过激光焊接喷头喷射到坡口凹部中，第一步，对原始基体层进行堆积，将fe铁、c碳、b硼和cr铬四种焊接材料液态化，通过激光焊接喷头喷射到原始基体层中，形成原始堆积基体，第二步，对成型层进行堆积，将fe铁、c碳、b硼、si硅、w钨、cr铬六种焊接材料液态化，通过激光焊接喷头喷射到成型层中，形成成型基体；

⑥、检测模具修复区域：将修补好的汽车前保险杠模具型腔或型芯放在3d金相分子扫描仪平台上进行扫描，对比修补后的模具数据和产品3d造型数据差异性和差异值：修补区域的模具精度＜0.03㎜，面轮廓度＜0.03㎜硬度＞hrc40；

⑦、模具试模：将修模后的注塑模具试模100次—200次，通过测微仪和光学干涉仪检测，修复材料磨损率g≤20g/㎡为合格，修复完成。

本发明公开了一种汽车前保险杠注塑模具激光焊接堆积成型加工方法，一共采用七个步骤，第一步，检测模具破损度，包括模具破损投影截面积总和，以及破损单个投影截面积，破损部位的分子结构层和结构层的深度；第二步，切割模具破损面，使破损部位形成带斜度的坡口凹部；第三步，分析切割面，采用3d金相分子扫描仪对带斜度坡口凹部的坡口斜面、坡口底面以及成型面法向区域a进行扫描，将扫描得到的云点数据与产品3d造型进行差异性对比；第四步，倒入焊接材料；第五步，堆积修复，采用电热丝加热方式，对焊接合金材料进行液态化，再通过激光焊接喷头喷射到坡口凹部中；第六步，检测模具修复区域，将修补好的汽车前保险杠模具型腔或型芯放在3d金相分子扫描仪平台上进行扫描，对比修补后的模具数据和产品3d造型数据差异性和差异值；第七步，模具试模，将修模后的注塑模具进行试模检测，确保修复后的注塑模具合格，保证模具生产质量和效率。其优点是：修复一副注塑模具只需48个小时不到，且修复成本低，既克服了传统修复注塑存在的工艺要求，修复部位与原模具部位无缝堆积，保证产品表面高光无痕，同时延长模具使用寿命，节省模具重新制作成本，具有非常积极有益效果。

附图说明

图1是本发明注塑模具型芯上的坡口凹部分布示意图；

图2是本发明注塑模具型芯上的坡口凹部切割示意图；

图3是本发明注塑模具型芯上的坡口凹部堆积示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种汽车前保险杠注塑模具激光焊接堆积成型加工方法，如图1—图3所示，包括如下步骤：

①、检测模具破损度：将破损的汽车前保险杠注塑模具的型腔或型芯放在3d金相分子扫描仪平台上，检测型腔或型芯的破损度；

②、切割模具破损面：根据检测后得到的型腔或型芯的破损度数据，进行激光切割破损面，切割时，先采用电热丝加热方式，先去除型腔或型芯的不良污垢介质，再根据破损度的投影面积进行激光切割，使破损部位形成带斜度的坡口凹部3，坡口凹部表面粗糙度：至所述的坡口凹部3包括原始基体层6与成型层7；

③、分析切割面：采用3d金相分子扫描仪对带斜度坡口凹部的坡口斜面4、坡口底面5以及成型面法向区域a进行扫描，将扫描得到的云点数据与产品3d造型进行差异性对比,根据对比得到的差异值对模具磨损部分进行激光焊接编程，并制定工艺参数，其工艺参数为：激光焊接功率为:120w/cm²，激光焊接喷头的温度为：1000℃，焊接堆积投影面积为:81364mm²，质量为：2980cm³*7.86g/cm³＝23423g，用时为1680min，其中原始基体层6的焊接深度为5mm，用时215min，成型层用时1465min；

④、倒入焊接材料：取25000克颗粒状焊接材料，到入激光焊接机料斗中，所述的焊接材料包括fe铁、c碳、b硼、si硅、w钨、cr铬，所述的激光焊接机料斗为分格料斗，各焊接材料分别倒入分格料斗中；

⑤、堆积修复：采用电热丝加热方式，对焊接合金材料进行液态化，再通过激光焊接喷头喷射到坡口凹部3中，第一步，对原始基体层6进行堆积，将fe铁、c碳、b硼和cr铬四种焊接材料液态化，通过激光焊接喷头喷射到原始基体层6中，形成原始堆积基体10，第二步，对成型层7进行堆积，将fe铁、c碳、b硼、si硅、w钨、cr铬六种焊接材料液态化，通过激光焊接喷头喷射到成型层7中，形成成型基体11；

⑥、检测模具修复区域：将修补好的汽车前保险杠模具型腔或型芯放在3d金相分子扫描仪平台上进行扫描，对比修补后的模具数据和产品3d造型数据差异性和差异值：修补区域的模具精度＜0.03㎜，面轮廓度＜0.03㎜硬度＞hrc40；

⑦、模具试模：将修模后的注塑模具试模100次—200次，通过测微仪和光学干涉仪检测，修复材料磨损率g≤20g/㎡为合格，修复完成。

本方案的激光焊接堆积成型加工方法，一共采用七个步骤，第一步，检测模具破损度，包括模具破损投影截面积总和，以及破损单个投影截面积，破损部位的分子结构层和结构层的深度；第二步，切割模具破损面，使破损部位形成带斜度的坡口凹部；第三步，分析切割面，采用3d金相分子扫描仪对带斜度坡口凹部的坡口斜面、坡口底面以及成型面法向区域a进行扫描，将扫描得到的云点数据与产品3d造型进行差异性对比；第四步，倒入焊接材料；第五步，堆积修复，采用电热丝加热方式，对焊接合金材料进行液态化，再通过激光焊接喷头喷射到坡口凹部中；第六步，检测模具修复区域，将修补好的汽车前保险杠模具型腔或型芯放在3d金相分子扫描仪平台上进行扫描，对比修补后的模具数据和产品3d造型数据差异性和差异值；第七步，模具试模，将修模后的注塑模具进行试模检测，确保修复后的注塑模具合格，保证模具生产质量和效率。其优点是：修复一副注塑模具只需48个小时不到，且修复成本低，既克服了传统修复注塑存在的工艺要求，修复部位与原模具部位无缝堆积，保证产品表面高光无痕，同时延长模具使用寿命，节省模具重新制作成本，具有非常积极有益效果。