一种激光表面熔覆液压立柱的冷焊修复方法与流程

文档序号:16921993发布日期:2019-02-19 19:29阅读:500来源:国知局

本发明涉及一种冷焊修复方法,具体涉及一种激光表面熔覆液压立柱的冷焊修复方法。



背景技术:

激光表面熔覆技术是在基体表面添加不同成分的熔覆材料,利用高能激光束辐照熔覆材料,使熔覆材料和基体同时快速熔化并凝固成形,形成冶金结合良好、稀释度极低的表面保护层。激光表面熔覆技术显著改善了基体金属表面的耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化等性能,目前已在煤炭、钢铁、电力、铁路、船舶等诸多工业领域获得广泛应用。

激光熔覆液压立柱在后续的磨削加工和使用过程中,不可避免地会出现磨损、缺损、划伤、针孔、裂纹、砂眼等影响工件的使用性能和寿命的表面缺陷。

通常克服这些缺陷的做法是,将缺陷处打磨后形成坡口,然后采用氩弧焊或co2气体保护焊等焊接方法进行堆焊修复。但堆焊修复的方法热输入量大,容易导致工件产生变形和二次缺陷。

随着高能脉冲冷焊技术的发展,可通过微电瞬间(几十毫秒)放电产生的高热能将专用焊材熔覆到工件的破损部位,进行沉积、封孔、补平等修复。由于专用焊材与基材形成牢固的熔接强度,焊后只需经很少打磨抛光的后期处理。

与普通焊接方法(大约几秒钟)相比,高能脉冲冷焊技术具有明显的优点。对工件基体来说,采用高能脉冲冷焊传导到工件的热量相当少,发热较少使得焊点以外的材料升温小,不会出现工件变形、开裂、退火、变色等现象,不影响其机械加工性能,可进行锉削、磨削、抛光等后期机械加工。

但是,现有液压立柱在进行高能脉冲冷焊修复后,经实际使用,其修复区域往往先于工件其他区域发生磨损,且修复区域或邻近区域常发生腐蚀。



技术实现要素:

针对现有高能脉冲冷焊修复激光表面熔覆液压立柱后,其修复区域往往先于工件其他区域发生磨损,且修复区域或邻近区域常发生腐蚀的问题,本发明提供一种激光表面熔覆液压立柱的冷焊修复方法。

申请人在对多个存在表面缺陷的激光熔覆液压立柱综合分析及大量试验后发现,之所以出现上述技术问题,是因为现有液压立柱修复采用常规不锈钢焊丝或贴片(材质为316l)作为冷焊材料对工件进行高能脉冲冷焊。而采用现有所述不锈钢焊丝或贴片修复后,修复区域的表面硬度一般在hrc15~hrc20之间,远远低于对应的激光熔覆层硬度(hrc50~hrc55),从而使得该修复区域成为磨损的薄弱部位,先于其他区域发生磨损。同时,由于高能脉冲冷焊采用的不锈钢焊丝或贴片与熔覆合金粉末化学成分不同,使得该修复区域与其他熔覆区域存在腐蚀电位差,造成该修复区域或邻近区域发生电化学腐蚀,从而破坏液压立柱表面的完整性,影响使用寿命。

根据上述研究成果,本发明提供的技术方案是:一种激光表面熔覆液压立柱的冷焊修复方法,该方法能够使激光表面熔覆液压立柱修复后的缺陷部位与激光熔覆层具有相同的耐磨性能或耐腐蚀性能;

其特殊之处在于,包括以下步骤:

1)液压立柱清洗、去油;

2)液压立柱缺陷区域打磨;

3)预置冷焊材料,预置冷焊材料采用与激光熔覆材料具有相同的化学成分的材料;

4)采用高能脉冲冷焊工艺进行修复;

5)后续机械加工液压立柱缺陷区域至液压立柱表面粗糙度达标。

进一步地,步骤3)中,所述预置冷焊材料为激光熔覆合金粉末或激光熔覆层切削材料。

进一步地,步骤3)中,所述预置冷焊材料厚度不大于0.5mm。

进一步地,步骤4)中,所述高能脉冲冷焊工艺其焊接电流为0~99a,脉冲频率为1~5hz,脉冲宽度1~99ms。

进一步地,步骤1)中,采用清洗剂将液压立柱清洗至露出全部缺陷。

进一步地,上述清洗剂为酒精或丙酮。

进一步地,步骤2)中,采用磨具进行精确打磨,打磨后的缺陷处便于预置冷焊材料,打磨直至露出熔覆金属光泽。

进一步地,上述磨具采用锉刀或角磨机。

进一步地,步骤5)中,后续机械加工采用车削或磨削或锉削或抛光方式加工。

与现有技术相比,本发明的优点是:

1、采用与熔覆材料相同的合金粉末作为冷焊材料,待修复区域可以得到与熔覆层区域相同的化学成分、耐磨性能或耐腐蚀性能。

2、利用在车削过程中产生的熔覆层切屑材料(如切削薄片)作为冷焊材料,这样不仅可使修复区域得到与熔覆层区域相同的化学成分、耐磨性能和耐腐蚀性能,而且充分利用了废弃的材料,做到了材料的循环利用,节省了修复成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

本实施例中,待修复激光表面熔覆液压立柱的规格φ115×1075mm;液压立柱的熔覆材料采用fe-cr-b-si自熔性合金粉末,磨削完成后熔覆表面出现φ1mm的气孔。

按照下述步骤对对本实施例中待修复激光表面熔覆液压立柱进行修复:

1)对该气孔处清洗、去油;

2)采用电动磨头进行打磨扩孔;

3)放置厚度0.3mm的fe-cr-b-si自熔性合金粉末作为冷焊材料。

4)将冷焊机焊接电流为30a,脉冲频率3hz,脉宽30ms,采用高能脉冲冷焊工艺冷焊修复;

5)修复完成后进行锉削加工至要求的表面粗糙度。

实施例2

本实施例中,待修复激光表面熔覆液压立柱的规格φ260×1100mm;液压立柱的熔覆材料采用fe-cr-b-si自熔性合金粉末。液压立柱在使用过程中熔覆表面出现长10mm、宽2mm、深0.4mm的磨损缺陷。

按照下述步骤对本实施例中待修复激光表面熔覆液压立柱进行修复:

1)对该磨损缺陷处清洗、去油;

2)采用角磨机进行打磨处理;

3)放置厚度0.5mm的fe-cr-b-si熔覆层切削材料;

4)设定冷焊机焊接电流为90a,脉冲频率为5hz,脉宽80ms,采用高能脉冲冷焊工艺冷焊修复;

5)修复完成后进行磨削加工至要求的表面粗糙度。

上述实施例为本发明实现的优选方案,并非限定性穷举,在相同构思下本发明还可以有其他变换形式。需要说明的是,在不脱离本发明构思的前提下,任何显而易见的替换均在本发明保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种冷焊修复方法,针对现有高能脉冲冷焊修复激光表面熔覆液压立柱后,其修复区域往往先于工件其他区域发生磨损,且修复区域或邻近区域常发生腐蚀的问题,本发明提供一种激光表面熔覆液压立柱的冷焊修复方法。该方法能够使激光表面熔覆液压立柱修复后的缺陷部位与激光熔覆层具有相同的耐磨性能或耐腐蚀性能;具体包括以下步骤:1)液压立柱清洗、去油;2)液压立柱缺陷区域打磨;3)预置冷焊材料,预置冷焊材料采用与激光熔覆材料具有相同的化学成分的材料;4)采用高能脉冲冷焊工艺进行修复;5)后续机械加工液压立柱缺陷区域至液压立柱表面粗糙度达标。

技术研发人员:王晓飚;王永芳;杜超飞;曹伟业
受保护的技术使用者:西安必盛激光科技有限公司
技术研发日:2018.11.14
技术公布日:2019.02.19
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