一种针对壳体内孔表面腐蚀的激光复合修复方法与流程

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体为一种针对壳体内孔表面腐蚀的激光复合修复方法。

背景技术：

飞机火药推杆壳体零件材料为30crmnsia，其在长期服役中由于储存火药环境影响，出现了直径50mm内孔局部腐蚀故障，需要采用合适方法修复。采用现有微弧沉积方式存在修复层形成较多微孔，修复后内孔表面粗糙度和气密试验难以满足要求，由于零件内孔孔径受限，采用激光熔覆修复方式，熔覆粉末难以精确送达修复部位。2012年出版的《热加工工艺》第41卷第20期第111-114页公开了激光熔覆-微弧火花沉积复合修复技术的研究，其目的在于采用微弧火花沉积工艺在基材表面获得一层中间过渡层，然后在中间涂层上采用激光熔覆的方法制备基材所需性能的涂层，缺点是对于内孔修复难以实施激光熔覆送粉方式，并且没有明确对于内孔腐蚀修复的具体方法。

本发明所要解决的是：针对内孔孔径所限，激光熔覆同步送粉方式无法满足要求，采用微弧沉积gh4169耐腐蚀金属棒的方式预置添加材料，再采用激光扫描的方式(聚焦激光束为热源)进一步熔化预置的gh4169沉积层，在氩气保护下激光束振荡扫描直至完成整个区域的熔覆，使预置的存有较多微孔的沉积层与基体呈现良好的冶金结合，采用粗打磨与精抛光方法进一步修整达到内孔表面粗糙度要求，并给出内孔局部腐蚀修复的具体方法及流程。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种针对壳体内孔表面腐蚀的激光复合修复方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种针对壳体内孔表面腐蚀的激光复合修复方法，包括以下步骤：

(1)对火药推杆壳体内孔表面进行分解清洗，检测尺寸，确定内孔局部腐蚀部位及其腐蚀量；

(2)根据检测结果，对火药推杆壳体进行分析及其寿命评估，去除壳体内孔腐蚀层；

(3)采用磁粉探伤检查确保去除腐蚀层后无裂纹缺陷；

(4)根据火药推杆壳体内孔的腐蚀程度，制定微弧沉积工艺，合理调配工艺参数；

(5)采用gh4169耐腐蚀金属棒作为沉积预置添加材料，通过微弧沉积方式沉积gh4169耐腐蚀金属棒，使沉积层厚度高于基体表面；

(6)采用光纤激光器，设定激光器扫描技术参数，对内孔的沉积层进行激光扫描加热使整个沉积层熔化；

(7)按照火药推杆壳体图样及有关技术要求对激光复合修复后的内孔进行粗打磨与精抛光处理；

(8)对加工后的壳体内孔进行表面着色探伤和磁粉探伤检测，判断是否有裂纹等缺陷产生；

(9)若有裂纹缺陷的缺陷层，重复上述步骤(2)至步骤(8)，直至确认内孔修复区域满足使用性能要求为止。

进一步地，所述步骤(4)中微弧沉积的工艺参数具体为：

微弧沉积输出功率1500w，输出电压80vac，输出脉冲电流频率(360～380)hz，氩气流量选择在(8～10)l/min。

进一步地，所述步骤(5)中的gh4169耐腐蚀金属棒包含以下重量百分比含量的组分：

ni50.0％～55.0％，cr17.0％～21.0％，fe17.0％～19.0％，nb4.75％～5.50％，mo2.80％～3.30％，ti0.75％～1.15％，al0.30％～0.70％。

进一步地，所述步骤(6)中设定激光器扫描技术参数具体为：

激光功率(800～1000)w，扫描速度0.01m/s，保护气(380～400)l/h，搭接率(40～50)％，光斑直径2mm。

进一步地，所述步骤(7)中粗打磨与精抛光处理包括手动打磨、砂纸打磨、油石打磨、电磨头打磨等。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，通过采用微弧沉积gh4169耐腐蚀金属棒预置添加材料，克服激光熔覆送粉方式难以达到内孔修复部位的困境；通过采用微弧沉积和激光扫描复合处理方式，形成一套内孔局部腐蚀修复的具体方法，为内孔损伤的修复提供了有益借鉴，以及具有热输入量和热变形量小的优点，对金属基材的热影响和热损伤较小，能显著提高壳体内孔修复质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。

如图1所示，一种针对壳体内孔表面腐蚀的激光复合修复方法，包括以下步骤：

(1)对火药推杆壳体内孔表面进行分解清洗，检测尺寸，确定内孔局部腐蚀部位及其腐蚀量。

(2)根据检测结果，对火药推杆壳体进行分析及其寿命评估，去除壳体内孔腐蚀层。

(3)采用磁粉探伤检查确保去除腐蚀层后无裂纹缺陷，若有裂纹缺陷出现，则重复步骤(2)，直至确保去除腐蚀层后无裂纹缺陷为止。

(4)根据火药推杆壳体内孔的腐蚀程度，制定微弧沉积工艺，合理调配工艺参数。

具体地，采用表面强化修复机，工艺参数为：微弧沉积输出功率1500w，输出电压80vac，输出脉冲电流频率(360～380)hz，氩气流量选择在(8～10)l/min。

(5)采用gh4169耐腐蚀金属棒作为沉积预置添加材料，通过微弧沉积方式沉积gh4169耐腐蚀金属棒，使沉积层厚度高于基体表面。

具体地，所述gh4169耐腐蚀金属棒直径为6mm，长短在100mm左右，其包含以下重量百分比含量的组分：

ni50.0％～55.0％，cr17.0％～21.0％，fe17.0％～19.0％，nb4.75％～5.50％，mo2.80％～3.30％，ti0.75％～1.15％，al0.30％～0.70％。

另外，微弧沉积方式沉积gh4169耐腐蚀金属棒的过程中，gh4169耐腐蚀金属棒旋转应均匀，不偏心，使用过程中要及时把尖锐状头部打磨成圆头状，工作过程中沉积部位发黑时要及时清理干净，修复过程中，gh4169耐腐蚀金属棒与零件保持30°～40°角度左右摆动，摆幅为10～40mm。从而能够使沉积层厚度高于基体表面。

(6)采用光纤激光器，设定激光器扫描技术参数，对内孔的沉积层进行激光扫描加热使整个沉积层熔化。

具体地，激光器扫描技术参数具体为：激光功率(800～1000)w，扫描速度0.01m/s，保护气(380～400)l/h，搭接率(40～50)％，光斑直径2mm。

(7)按照火药推杆壳体图样及有关技术要求对激光复合修复后的内孔进行粗打磨与精抛光处理。

具体地，所述粗打磨与精抛光处理包括手工打磨和机械加工相结合的方式进行，如包括砂纸打磨、油石打磨、电磨头打磨等手段。

(8)对加工后的壳体内孔进行表面着色探伤和磁粉探伤检测，判断是否有裂纹等缺陷产生。

(9)若有裂纹缺陷的缺陷层，重复上述步骤(2)至步骤(8)，直至确认内孔修复区域满足使用性能要求为止。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。