CN111945149A - 一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，属于激光加工制造技术领域。包括如下步骤：步骤1、半成品的制备；步骤2、视觉检测或接触式检测；步骤3、路径生成；步骤4、激光熔覆；步骤5、机械加工。本发明通过激光涂覆技术对阀板、阀座的密封面进行表面处理，得到的组织致密、耐磨、耐腐蚀且厚度较高的密封涂层；通过复配、优化得出Cr、Ni、Fe的最优比例，形成Cr‑Fe合金相，使得其表面具有更强的硬度和耐磨性；在倒角处通过设置行走停顿时间，增加熔覆粉末的添加量，避免在熔覆过程中由于基材在高温条件下，出现熔融、塌陷的问题。
Description
技术领域
本发明属于激光加工制造技术领域，尤其是一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法。
背景技术
目前，阀板和阀座的制造和修复工艺中表面耐磨耐腐蚀层加工基本以等离子喷涂或火焰喷涂为主。等离子喷涂通常是自动化的，通过等离子火焰将金属粉末熔化喷到阀板或阀座的表面，以获得高硬度和好的耐磨性和耐腐蚀性。火焰喷涂通常是手工操作，通过高温火焰枪将工件预热，然后将金属粉末熔化，喷洒到阀板或阀座的表面。
阀板和阀座是配合使用，相互互动摩擦，起到密封开关的作用。无论是等离子喷涂还是火焰喷涂，涂层的厚度都不易过厚，比如：超过0.2-0.3mm就极容易脱落。并且，所喷粉末的涂层与阀板或阀座的结合力都相对较弱，在高压作业环境下，涂层与基体材料很容易在压力作用下剥离并脱落，进而导致阀板和阀座的密封失效，造成泄漏。同时，由于是将金属粉末熔化后用气体喷到材料表面，因此涂层中通常会有一定的孔隙率，无法做到完全致密，在一定程度上也会影响涂层的耐磨耐腐蚀性能以及涂层与基体材料的结合强度。
现有等离子或火焰喷涂会有这种缺陷的原因是等离子或火焰主要将粉末熔化，然后，通过有一定压力的气体快速将熔化的粉末吹到阀板或阀座表面，并凝固，形成一层耐磨和耐腐蚀的涂层。在这一过程中，基体材料（阀板或阀座）本身几乎不被熔化，这就导致涂层与基体材料（阀板或阀座）无法形成牢固的冶金结合，结合力不够强，因而当涂层厚度超过0.3mm时，由于喷涂过程中热作用产生的残余应力往往会超过涂层与基体材料之间气体的结合力，从而导致涂层与基体材料之间发生剥离现象，因此采用热喷涂和等离子喷涂都无法获得较厚的涂层。
另外，由于是采用熔化的粉末吹到基体材料表面，混入熔化粉末中的气体会被覆盖在涂层中形成气孔，因此采用热喷涂和等离子喷涂通常无法获得完全致密的涂层。
发明内容
发明目的：提供一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，以解决背景技术中所涉及的问题。
技术方案：一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，包括如下步骤：
步骤1、半成品的制备
通过机械加工等方式，按照阀板和阀座的图纸将毛坯件加工成半成品；或，将待修复阀板和阀座通过机械加工，去除疲劳层，作为半成品；且所述半成品预留出需要激光熔覆增材部分尺寸；
步骤2、视觉检测或接触式检测
将所述半成品放入激光熔覆系统中的待加工区域、并固定，然后利用相机或接触探针等传感方式检测出产品的位置、长、宽、高、直线和圆孔边界；
步骤3、路径生成
阀板按照平面熔覆进行单层多道或多层多道的平行线排布，生成激光熔覆的行走路径；阀座按照圆环或者螺旋线的方式生成路径，最终覆盖整个平面；
步骤4、激光熔覆
根据路径和熔覆层的厚度需求，设置激光熔覆的工艺参数，按照前序生成的路径和在各个路径位置的工艺参数，执行激光熔覆，将阀板或阀座待熔覆表面全覆盖；
步骤5、机械加工
将熔覆后的产品，按照图纸要求，利用车、铣、磨机加手段将零件加工成最终尺寸，然后按照产品表面要求，利用抛光设备将产品表面抛光，确保阀板和阀座接合后满足密封要求。
优选地，所述阀板包括阀板基体、阀板通孔、阀板密封面；其中，所述阀板基体为长方体；在所述阀板基体一侧设置有贯穿所述阀板基体上的阀板通孔；所述阀板基体、阀板通孔的边缘处设置有倒角，通过激光涂覆在所述阀板基体其余区域和倒角上的激光熔覆层，形成阀板密封耐磨耐腐蚀面；
所述阀座包括阀座基体、阀座通孔、阀座凸台、阀座密封面；其中，所述阀座基体为圆筒形，其内部为阀座通孔，所述阀座凸台沿着所述阀座基体上向外凸起，通过激光涂覆在所述阀座凸台上的激光熔覆层，形成阀座密封耐磨耐腐蚀面。
在使用过程中，将两个阀座的密封面分别压在阀板的两侧的密封面，当阀座的通孔与阀板的通孔对齐时，气体或液体可从中间通过，当阀座的通孔与阀板的密封面对齐时，处于截断状态。
优选地，所述阀板和阀座都是金属材料，均采用410或4130不锈钢。
优选地，使用激光熔覆的同时，采用视觉或接触式传感方式用于寻找激光熔覆面的边缘位置，并根据边缘位置的变化，调整激光熔覆的路径，同时，开通激光和关闭激光，以及调整激光熔覆的参数。
优选地，所述步骤4中激光熔覆工艺前，对熔覆粉末、待加工的阀座或阀板预处理，其包括如下步骤：
步骤41、熔覆粉末的预处理，将熔覆粉末高温干燥，然后装入送粉器中，通过多次送粉、称量、标定，检测送料器的送粉速度的稳定性；
步骤42、阀座或阀板的定位固定，将待加工的阀座或阀板定位并固定安装在待加工区域，然后通过易挥发性清洗剂清洗待加工区域的表面。
优选地，所述熔覆粉末为铁基粉末，以质量百分数计，包括如下组分，P：0～0.04%、S：0～0.03%、Cr：14.5～18.5%、Ni：1～4%、Fe：余量。
优选地，所述激光熔覆的工艺参数包括：激光功率1000～3500W，光斑直径2～5mm，激光头距离工件距离10～15mm，行走速度9～15mm/s，送粉速度15～25g/min，保护气体流量10～20L/min。优选地，所述生成路径步骤中，所述生成路径步骤中，当倒角或阀座密封面的长度小于4mm时，按照圆环的方式执行激光熔覆生成路径；当倒角或阀座密封面的长度大于4mm时，按照螺旋线的方式执行激光熔覆生成路径。
优选地，所述激光熔覆的工艺参数包括：激光功率1000～3500W，光斑直径2～5mm，激光头距离工件距离10～15mm，行走速度9～15mm/s，送粉速度15～25g/min，保护气体流量10～20L/min，倒角处的行走停顿时间0.1～0.3 s，步进2～3 mm。
有益效果：本发明涉及一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，通过激光涂覆技术对阀板、阀座的密封面进行表面处理，得到的组织致密、耐磨耐腐蚀且厚度较高的密封涂层；通过复配、优化得出Cr、Ni、Fe的最优比例，形成Cr-Fe合金相，使得其表面具有更强的硬度和耐磨性；在倒角处通过设置行走停顿时间，增加熔覆粉末的添加量，避免在熔覆过程中由于基材在高温条件下，出现熔融、塌陷的问题。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明中阀板的结构示意图。
图3是本发明中阀座的结构示意图。
附图标记为：阀板基体11、阀板通孔12、阀板密封面13、倒角14、阀杆链接套15、阀座基体21、阀座通孔22、阀座凸台23、阀座密封面24。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了方便理解本发明所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法的技术方案，本发明首先对阀板阀座的结构做出简要介绍。如附图2所示，阀板包括：阀板基体11、阀板通孔12、阀板密封面13。在所述阀板基体11为长方体；在所述阀板基体11一侧设置有贯穿所述阀板基体11上的阀板通孔12；所述阀板基体11的边缘处，尤其是阀板通孔12处设置有倒角14，通过激光涂覆在所述阀板基体11其余区域和倒角14上的激光熔覆层，形成阀板密封面13。所述阀板基体11通过阀杆链接套15与其他动力组件相连接，控制阀板在竖直方向做往复直线运动。
如附图3所示，所述阀座包括：阀座基体21、阀座通孔22、阀座凸台23、阀座密封面24。所述阀座基体21为圆筒形，其内部为阀座通孔22，所述阀座凸台23沿着所述阀座基体21上向外凸起，通过激光涂覆在所述阀座凸台23上的激光熔覆层，形成阀座密封面24。
如此设置，在使用过程中，将两个阀座的密封面分别压在阀板的两侧的密封面上，当阀座的通孔与阀板的通孔对齐时，气体或液体可从中间通过，当阀座的通孔与阀板的密封面对齐时，处于截断状态。
本发明提供一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，包括如下步骤：
步骤1、半成品的制备：通过机械加工等方式，按照阀板和阀座的图纸将毛坯件加工成半成品，且所述半成品预留出需要激光熔覆增材部分尺寸。
步骤2、视觉检测或接触式检测：将所述半成品放入激光熔覆系统中的待加工区域、并固定，然后利用相机或接触探针等传感方式检测出产品的位置、长、宽、高、直线和圆孔边界。
步骤3、路径生成：阀板按照平面熔覆进行单层多道或多层多道的平行线排布，生成激光熔覆的行走路径；阀座按照圆环或者螺旋线的方式生成路径，最终覆盖整个平面；
步骤4、激光熔覆：根据路径和熔覆层的厚度需求，设置激光熔覆的工艺参数，按照前序生成的路径和在各个路径位置的工艺参数，执行激光熔覆，将阀板或阀座待熔覆表面全覆盖；
步骤5、机械加工：将熔覆后的产品，按照图纸要求，利用车、铣、磨机加手段将零件加工成最终尺寸，然后按照产品表面要求，利用抛光设备将产品表面抛光，其中粗磨粗的糙度达到0.2mm，精磨的糙度达到0.1mm，确保阀板和阀座接合后满足密封要求。
可以理解的是，本发明不仅限于对阀座和阀板的加工，而其对于破损的阀座和阀板进行修复。将待修复阀板和阀座通过机械加工，去除疲劳层，作为半成品；其它工艺相同。
在进一步实施例中，使用激光熔覆的同时，采用视觉或接触式传感方式用于寻找激光熔覆面的边缘位置，并根据边缘位置的变化，调整激光熔覆的路径，同时，开通激光和关闭激光，以及调整激光熔覆的参数。
如此设计，由于对于不同批次的阀座、阀板在加工过程中，存在差异性，本发明利用传感技术，如：接触传感或视觉传感，对预处理的阀板和阀座准确定位，可以准确控制涂层的位置，实现自动化，提高效率和质量。另外，对于破损需要修复的阀板和阀座，也可以用传感技术适应不同形状、厚度的阀板和阀座的修复，提高激光技术的适应力和生产效率。
在进一步实施例中，所述步骤4中激光熔覆工艺前，对熔覆粉末、待加工的阀座或阀板预处理，其中，熔覆粉末的预处理，将熔覆粉末高温干燥，然后装入送粉器中，通过多次送粉、称量、标定，检测送料器的送粉速度的稳定性；阀座或阀板的定位固定，将待加工的阀座或阀板定位并固定安装在待加工区域，然后通过易挥发性清洗剂清洗待加工区域的表面。
如此设计，由于本发明的熔覆工艺的基础为激光涂覆过程中送粉速度的恒定，因此本发明在每次使用送粉器时，需要对送粉器进行标定，以检测送料器的送粉速度的稳定性，进而提高涂覆的精准性。
在进一步实施例中，所述熔覆粉末为铁基粉末，以质量百分数计，包括如下组分，P：0～0.04%、S：0～0.03%、Cr：14.5～18.5%、Ni：1～4%、Fe：余量。
如此设计，强化熔覆层表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀能力。由于所述阀板和阀座都是金属材料，通常为不锈钢，优选为410或4130不锈钢，具有导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、强度高、机械加工性好、有磁性等优点。为了增强铁基粉末与不锈钢材料的结合程度，并强化表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀能力。其中，Cr元素有助于提高熔覆层的硬度和耐腐蚀性能。一方面，由于Cr元素具有很强的防锈防腐蚀能力另一方面，在激光熔覆过程中，阀板和阀座基材表面会形成少量的Fe熔液，容易与Cr元素形成Cr-Fe合金相，使得熔覆层的硬度、耐磨性性能提高。Ni元素有助于提高熔覆层的耐腐蚀性能。通过控制各组分的含量，相互协调配合，得到具强化表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀能力的熔覆层。
在进一步实施例中，所述激光熔覆的工艺参数包括：激光功率1000～3500W，光斑直径2～5mm，激光头距离工件距离10～15mm，行走速度9～15mm/s，送粉速度15～25g/min，保护气体流量10～20L/min。其中，所述保护气体优选为氩气。
如此设计，可以提高涂覆层的稳定性，减小后期抛光厚度。在激光涂覆过程中，当送粉速度恒定时，其涂覆层厚度d，符合如下经验公式： 
；其中，d涂覆层的平均厚度；f为比例系数，与送粉速度有关；P为激光功率；v为行走速度，即激光的扫描速度；D为光斑直径。另外，由于在激光涂覆过程中，涂覆层的即截面形状为圆弧形，其弧度近似于抛物线；所述阀板、阀座的熔覆层的厚度要求超过0.3mm，因此，结合上述公式、涂覆层的形状并通过多次试验，得出上述工艺参数，在满足厚度的要求下，以最大程度密封铺满整个密封面，减小搭接的程度。
在进一步实施例中，所述熔覆粉末通过采用氩气作为送粉气，通过控制送粉气的流量为7～10L/min，可以控制粉末出料速度为15～21g/min。
如此设计，可以保证铁基粉末在熔覆过程中，阀座密封层中的合金组分的稳定性。首先氩气作为保护气体，在激光熔覆过程中，与保护气体配合，在粉末周围形成暂时的气氛层，避免基材和粉末在熔液状态时与空气接触，发生氧化反应、氮化反应，引入其它组分。
在进一步实施例中，所述生成路径步骤中，当倒角或阀座密封面的长度小于4mm时，按照圆环的方式执行激光熔覆生成路径；当倒角或阀座密封面的长度大于4mm时，按照螺旋线的方式执行激光熔覆生成路径。
如此设计，可以保证熔覆层的厚度达到设计要求。由于光斑直径5mm，涂覆层中圆弧形近似于抛物线，在圆弧形的中部高度均大于0.3mm，符合基本设计要求，因此按照圆环的方式执行激光熔覆生成路径。而当倒角或阀座密封面的长度小于4mm，涂覆层两侧的高度为则不能够达到设计要求。因此，按照螺旋线的方式执行激光熔覆生成路径。其中，优选步进为0.4～0.6个光斑直径，以控制搭接率，保证涂覆层的最低高度达到设计要求。
在进一步实施例中，所述激光熔覆的工艺参数包括：激光功率1000～3500W，光斑直径2～5mm，激光头距离工件距离10～15mm，行走速度9～15mm/s，送粉速度15～25g/min，保护气体流量10～20L/min，行走停顿时间0.1～0.3 s，步进2～3 mm/min。
如此设计，克服材料边缘处塌陷的问题，提高材料的力学强度。由于在激光熔覆基材边缘处时，阀板和阀座基材表面会形成少量的金属熔液，由于边缘处没有固态不锈钢的限制，会造成金属熔液泄露，造成材料边缘处塌陷，形成缺陷，因此，当送粉位于边缘处时，设置一个行走停顿时间，提高边缘处的铁基粉末的送粉量，形成更高厚度的熔覆层，以克服材料边缘处塌陷的问题。尤其是，在阀板通孔处的边缘处，不仅会与阀座之间长期摩擦，而且在关闭或开启阀板过程中，受到流体冲刷、腐蚀，因此对熔覆层表面的力学性能有更高的要求，通过上述设计，提高阀板通孔的边缘处的力学强度。
下面结合实施例，对本发明作进一步说明，所述的实施例的示例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
本实施例提供一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，包括如下步骤：
步骤1、半成品的制备：通过机械加工等方式，按照阀板和阀座的图纸将毛坯件加工成如附图2、3所示的半成品，且所述半成品预留出需要激光熔覆增材部分尺寸。
步骤2、视觉检测或接触式检测：将所述半成品放入激光熔覆系统中的待加工区域、并固定，然后利用相机或接触探针等传感方式检测出产品的位置、长、宽、高、直线和圆孔边界。
步骤3、路径生成：阀板按照平面熔覆进行单层多道或多层多道的平行线排布，生成激光熔覆的行走路径；阀座按照圆环或者螺旋线的方式生成路径，最终覆盖整个平面；
步骤4、激光熔覆：首先对熔覆粉末的预处理，将熔覆粉末高温干燥，然后装入送粉器中，通过多次送粉、称量、标定，检测送料器的送粉速度的稳定性，其中，所述熔覆粉末为铁基粉末，以质量百分数计，包括如下组分，P：0.03%、S：0～0.02%、Cr：16.2%、Ni：2.5%、Fe：余量。并对阀座或阀板的定位固定，将待加工的阀座或阀板定位并固定安装在待加工区域，然后通过易挥发性清洗剂清洗待加工区域的表面。然后设置激光熔覆的工艺参数：激光功率2300W，光斑直径5mm，激光头距离工件距离13.2mm，行走速度12mm/s，送粉速度18g/min，保护气体流量15L/min，行走停顿时间0.2 s，步进2.4mm。最后，按照前序生成的路径和在各个路径位置的工艺参数，执行激光熔覆，将阀板或阀座待熔覆表面全覆盖。
步骤5、机械加工：将熔覆后的产品，按照图纸要求，利用车、铣、磨机加手段将零件加工成最终尺寸，然后按照产品表面要求，利用抛光设备将产品表面抛光，其中粗磨的粗糙度达到0.2mm，精磨的粗糙度达到0.1mm，以确保阀板和阀座接合后满足密封要求。
实施例1-2～实施例1-7
在实施例1的基础上，对铁基粉末的配比进行调整，其具体配比和相关的力学性能测试数据如下表所示（耐磨性：在试验压力240N/往复频率为2Hz，试验时间为2h，检测熔覆层的磨损损失量）。
实施例2
本实施例提供一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，包括如下步骤：
步骤1、半成品的制备：通过机械加工等方式，按照阀板和阀座的图纸将毛坯件加工成如附图2、3所示的半成品，且所述半成品预留出需要激光熔覆增材部分尺寸。
步骤2、视觉检测或接触式检测：将所述半成品放入激光熔覆系统中的待加工区域、并固定，然后利用相机或接触探针等传感方式检测出产品的位置、长、宽、高、直线和圆孔边界。
步骤3、路径生成：阀板按照平面熔覆进行单层多道或多层多道的平行线排布，生成激光熔覆的行走路径；阀座按照圆环或者螺旋线的方式生成路径，最终覆盖整个平面；
步骤4、激光熔覆：首先对熔覆粉末的预处理，将熔覆粉末高温干燥，然后装入送粉器中，通过多次送粉、称量、标定，检测送料器的送粉速度的稳定性，其中，所述熔覆粉末为铁基粉末，以质量百分数计，包括如下组分，P：0.03%、S：0～0.02%、Cr：16.2%、Ni：2.5%、Fe：余量。并对阀座或阀板的定位固定，将待加工的阀座或阀板定位并固定安装在待加工区域，然后通过易挥发性清洗剂清洗待加工区域的表面。然后设置激光熔覆的工艺参数：激光功率2000W，光斑直径5mm，激光头距离工件距离13.2mm，行走速度15mm/s，送粉速度16g/min，保护气体流量17L/min，行走停顿时间0.3 s，步进2mm。最后，按照前序生成的路径和在各个路径位置的工艺参数，执行激光熔覆，将阀板或阀座待熔覆表面全覆盖。
步骤5、机械加工：将熔覆后的产品，按照图纸要求，利用车、铣、磨机加手段将零件加工成最终尺寸，然后按照产品表面要求，利用抛光设备将产品表面抛光，其中粗磨的粗糙度达到0.2mm，精磨的粗糙度达到0.1mm，以确保阀板和阀座接合后满足密封要求。
实施例3
本实施例提供一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，包括如下步骤：
步骤1、半成品的制备：通过机械加工等方式，按照阀板和阀座的图纸将毛坯件加工成如附图2、3所示的半成品，且所述半成品预留出需要激光熔覆增材部分尺寸。
步骤2、视觉检测或接触式检测：将所述半成品放入激光熔覆系统中的待加工区域、并固定，然后利用相机或接触探针等传感方式检测出产品的位置、长、宽、高、直线和圆孔边界。
步骤3、路径生成：阀板按照平面熔覆进行单层多道或多层多道的平行线排布，生成激光熔覆的行走路径；阀座按照圆环或者螺旋线的方式生成路径，最终覆盖整个平面；
步骤4、激光熔覆：首先对熔覆粉末的预处理，将熔覆粉末高温干燥，然后装入送粉器中，通过多次送粉、称量、标定，检测送料器的送粉速度的稳定性，其中，所述熔覆粉末为铁基粉末，以质量百分数计，包括如下组分，P：0.03%、S：0～0.02%、Cr：16.2%、Ni：2.5%、Fe：余量。并对阀座或阀板的定位固定，将待加工的阀座或阀板定位并固定安装在待加工区域，然后通过易挥发性清洗剂清洗待加工区域的表面。然后设置激光熔覆的工艺参数：激光功率2500W，光斑直径5mm，激光头距离工件距离13.2mm，行走速度9mm/s，送粉速度21g/min，保护气体流量13L/min，行走停顿时间0.1 s，步进3mm。最后，按照前序生成的路径和在各个路径位置的工艺参数，执行激光熔覆，将阀板或阀座待熔覆表面全覆盖。
步骤5、机械加工：将熔覆后的产品，按照图纸要求，利用车、铣、磨机加手段将零件加工成最终尺寸，然后按照产品表面要求，利用抛光设备将产品表面抛光，其中粗磨的粗糙度达到0.2mm，精磨的粗糙度达到0.1mm，以确保阀板和阀座接合后满足密封要求。
检测例
将实施例1、实施例2、实施例3制备的阀板和阀座组合安装，进行密封性测试，其中盛装、密封液体为汽油，使用24小时后，均未发现明显渗透现象。通过激光涂覆技术对阀板、阀座的密封面进行表面处理，可以得到的组织致密、耐腐蚀且厚度较高的密封涂层。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (9)
1.一种用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、半成品的制备
通过机械加工等方式，按照阀板和阀座的图纸将毛坯件加工成半成品；或，将待修复阀板和阀座通过机械加工，去除疲劳层，作为半成品；且所述半成品预留出需要激光熔覆增材部分尺寸；
步骤2、视觉检测或接触式检测
将所述半成品放入激光熔覆系统中的待加工区域、并固定，然后利用相机或接触探针传感方式检测出产品的位置、长、宽、高、直线和圆孔边界；
步骤3、路径生成
阀板按照平面熔覆进行单层多道或多层多道的平行线排布，生成激光熔覆的行走路径；阀座按照圆环或者螺旋线的方式生成路径，最终覆盖整个平面；
步骤4、激光熔覆
根据路径和熔覆层的厚度需求，设置激光熔覆的工艺参数，按照前序生成的路径和在各个路径位置的工艺参数，执行激光熔覆，将阀板或阀座待熔覆表面全覆盖；
步骤5、机械加工
将熔覆后的产品，按照图纸要求，利用车、铣、磨机加工手段将零件加工成最终尺寸，然后按照产品表面要求，利用抛光设备将产品表面抛光，确保阀板和阀座接合后满足密封要求。
2.根据权利要求1所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：
所述阀板包括阀板基体、阀板通孔、阀板密封面；其中，所述阀板基体为长方体；在所述阀板基体一侧设置有贯穿所述阀板基体上的阀板通孔；所述阀板基体、阀板通孔的边缘处设置有倒角，通过激光涂覆在所述阀板基体其余区域和倒角上的激光熔覆层，形成阀板密封耐磨耐腐蚀面；
所述阀座包括阀座基体、阀座通孔、阀座凸台、阀座密封面；其中，所述阀座基体为圆筒形，其内部为阀座通孔，所述阀座凸台沿着所述阀座基体上向外凸起，通过激光涂覆在所述阀座凸台上的激光熔覆层，形成阀座密封耐磨耐腐蚀面。
3.根据权利要求2所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：所述阀板和阀座都是金属材料，均采用410或4130不锈钢。
4.根据权利要求1所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：使用激光熔覆的同时，采用视觉或接触式传感方式用于寻找激光熔覆面的边缘位置，并根据边缘位置的变化，调整激光熔覆的路径，同时，开通激光和关闭激光，以及调整激光熔覆的参数。
5.根据权利要求1所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：所述步骤4中激光熔覆工艺前，对熔覆粉末、待加工的阀座或阀板预处理，其包括如下步骤：
步骤41、熔覆粉末的预处理，将熔覆粉末高温干燥，然后装入送粉器中，通过多次送粉、称量、标定，检测送料器的送粉速度的稳定性；
步骤42、阀座或阀板的定位固定，将待加工的阀座或阀板定位并固定安装在待加工区域，然后通过易挥发性清洗剂清洗待加工区域的表面。
6.根据权利要求5所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：所述熔覆粉末为铁基粉末，以质量百分数计，包括如下组分，P：0～0.04%、S：0～0.03%、Cr：14.5～18.5%、Ni：1～4%、Fe：余量。
7.根据权利要求1～6任一项所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于，所述激光熔覆的工艺参数包括：激光功率1000～3500W，光斑直径2～5mm，激光头距离工件距离10～15mm，行走速度9～15mm/s，送粉速度15～25g/min，保护气体流量10～20L/min。
8.根据权利要求2所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：所述生成路径步骤中，当倒角或阀座密封面的长度小于4mm时，按照圆环的方式执行激光熔覆生成路径；当倒角或阀座密封面的长度大于4mm时，按照螺旋线的方式执行激光熔覆生成路径。
9.根据权利要求8所述的用于阀门中阀板、阀座的激光熔覆方法，其特征在于：所述激光熔覆的工艺参数包括：：激光功率1000～3500W，光斑直径2～5mm，激光头距离工件距离10～15mm，行走速度9～15mm/s，送粉速度15～25g/min，保护气体流量10～20L/min，倒角处的行走停顿时间0.1～0.3 s，步进2～3 mm/min。
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|---|---|---|---|---|
| CN114959684A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 广东核电合营有限公司 | 阀门主阀座密封面的修复方法 |
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2020
- 2020-07-02 CN CN202010628298.6A patent/CN111945149A/zh not_active Withdrawn
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