CN102021561B - 一种激光顶面熔覆方法 - Google Patents
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Abstract
一种激光顶面熔覆方法，其特点是激光顶面熔覆时，激光加工头与被加工面存在夹角，防止金属粉末进入激光加工头，其中激光加工头与顶面的夹角在48～52°，激光送粉头与顶面的夹角在28～32°；采用气动送粉方式进行送粉；采用电脑控制的机械加工装置来保证激光顶面熔覆的顺利进行；采用大功率激光器并利用光纤传导，以减少激光在传输过程中能量损失；顶面熔覆的参数是：熔池直径为1～4mm，熔池深度为0.05～0.5mm，加热时间为0.001～0.1s，激光功率为1000～5000w，送粉量为8～40g/min，熔覆层厚度为：0.3～1.2mm，激光扫描速度为6～15mm/s。
Description
技术领域：
本发明涉及一种激光熔覆方法，特别是涉及一种激光顶面熔覆方法，属于IPC国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域。
背景技术：
激光熔覆技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。
激光熔覆技术利用高能量激光束聚集能量极高的特点，瞬间将在基材表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金粉末完全熔化，同时基材部分熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层，以达到恢复几何尺寸和表面强化的目的。
目前，现有的激光熔覆方式由于受到激光器和光路传输的限制，只能对立面和平面进行激光熔覆，对顶面熔覆还存在一定的难度。
经本申请人检索查证：采用激光顶面熔覆工艺完成设备部件进行修复或防腐，国内尚无先例，国外也没有见到相关报道。因此，寻找出适当的用激光顶面熔覆工艺完成设备部件进行修复或防腐，仍需所属领域的技术人员进一步作出创造性的研究工作。
发明内容：
本发明的目的在于解决现有技术存在的缺乏激光顶面熔覆工艺的课题，通过反复研究改进，给出了一种激光顶面熔覆方法，该激光顶面熔覆方法改变了以往的激光熔覆方式，而且本激光顶面熔覆方法具有使用性强、操作简单、规范性强、激光传输过程中没有能量损失的特点。
本发明给出的技术方案是：这种激光顶面熔覆方法，其特点是
1.激光顶面熔覆时，激光加工头与被加工面存在一定的夹角，防止金属粉末进入激光加工头，其中激光加工头与顶面的夹角在48～52°，激光送粉头与顶面的夹角在28～32°，这样可以保证金属粉不进入激光加工头，避免了激光加工头的保护镜损坏，还可得到较好的熔覆效果；
2.采用气动送粉方式进行送粉，利用气体的压力直接将合金粉末送进熔池的方式进行激光熔覆，气动送粉所使用的气体除了提供送粉的压力外，还对熔池起到气体保护的作用，进而来保证激光熔覆能够顺利进行；
3.采用电脑控制的机械加工装置来保证激光顶面熔覆的顺利进行，电脑控制的机械加工装置可以保证激光顶面熔覆时的熔覆质量不受熔覆面的形状影响；
4.采用大功率激光器功率在1000～5000w之间，利用光纤传导方式，以减少激光在传输过程中能量损失；
5.激光顶面熔覆操作过程中的参数是：熔池直径为1～4mm，熔池深度为0.05～0.5mm，加热时间为0.001～0.1s，激光功率为1000～5000w，送粉量为8～40g/min，熔覆层厚度为：0.3～1.2mm，激光扫描速度为6～15mm/s。
在上述技术方案的激光熔覆中采用的电脑控制的机械加工装置为现有本行业的通用专业设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：改变了以往的熔覆方式，而且本熔覆方式使用性强、操作简单、规范性强、激光传输过程中没有能量损失，具有巨大的价值。
附图说明：
附图为激光顶面熔覆时激光加工头、激光送粉头与熔覆面的夹角示意图。
具体实施方式：
现结合附图与实施例，进一步介绍本发明的技术方案。
某PTA尾气管的防腐处理工艺步骤如下：
1.熔覆前检测并记录。
2.熔覆前将熔覆的面打磨，将腐蚀层清理干净。
3.激光熔覆：
a)熔覆前将激光送粉头1与激光加工头2调整好角度，如图所示，激光顶面熔覆时激光加工头2与被加工面不能是垂直的要存在一定的夹角，防止金属粉末进入激光加工头2，金属粉进入激光加工头2可导致激光加工头2的保护镜损坏，激光加工头2与顶面3在50°，激光送粉头1与顶面3的夹角在30°，这样可以保证金属粉不进入激光加工头2，还可得到较好的熔覆效果；
b)打破传统的激光熔覆方式，采用气动送粉方式进行送粉，利用气体的压力直接将合金粉末送进熔池的方式进行激光熔覆，气动送粉所使用的气体除了提供送粉的压力外，还对熔池起到气体保护的作用，进而来保证激光熔覆能够顺利进行；
c)采用通用专业设备----六轴六联动的全电脑控制的机械加工装置来保证激光顶面熔覆的顺利进行，电脑控制的机械加工装置可以保证激光顶面熔覆时的熔覆面的形状是否规则都可以使激光头与熔覆面的焦距和角度的一致性，进而保证熔覆质量；
d)打破原有的激光传输方式，采用大功率激光器功率在1000～5000w之间，利用光纤传导方式来代替原有的聚焦镜反射的传导方式，进而减少激光在传输过程中能量损失；
e)激光顶面熔覆操作过程中的参数是：
熔覆时工艺参数为：熔池直径尺寸为2mm，深度为0.05mm，加热时间为0.01s，激光功率为1000w，激光扫描速度为85cm/min，送粉量为15g/min，熔覆层厚度为0.5mm。
4.熔覆后检测并记录，不允许有裂纹、气孔、夹杂等缺陷。
Claims (1)
1.一种激光顶面熔覆方法，其特征在于：
(1)激光顶面熔覆时，激光加工头与被加工的顶面存在有夹角，其中激光加工头与顶面的夹角在48～52°，激光送粉头与顶面的夹角在28～32°；
(2)采用气动送粉方式进行送粉，利用气体的压力直接将合金粉末送进熔池的方式进行激光熔覆；
(3)采用电脑控制的机械加工装置，以保证激光顶面熔覆时的熔覆质量不受熔覆面的形状影响；
(4)采用大功率激光器，功率在1000～5000w之间，利用光纤传导方式减少激光在传输过程中能量损失；
(5)激光顶面熔覆操作过程中的参数是：熔池直径为1～4mm，熔池深度为0.05～0.5mm，加热时间为0.001～0.1s，激光功率为1000～5000w，送粉量为8～40g/min，熔覆层厚度为：0.3～1.2mm，激光扫描速度为6～15mm/s。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1546272A (zh) * | 2003-12-18 | 2004-11-17 | 北京工业大学 | 一种棍铣刀的激光熔覆方法 |
| CN1586786A (zh) * | 2004-07-09 | 2005-03-02 | 北京工业大学 | 一种通过粉末强化吸收的铝合金激光焊接方法 |
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| CN1546272A (zh) * | 2003-12-18 | 2004-11-17 | 北京工业大学 | 一种棍铣刀的激光熔覆方法 |
| CN1586786A (zh) * | 2004-07-09 | 2005-03-02 | 北京工业大学 | 一种通过粉末强化吸收的铝合金激光焊接方法 |
| CN101403030A (zh) * | 2008-03-10 | 2009-04-08 | 华中科技大学 | 一种用于钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备 |
| CN101306492A (zh) * | 2008-05-26 | 2008-11-19 | 哈尔滨工业大学 | T型接头的激光-双电弧双面复合焊接方法 |
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