CN114096503A - 在金属基材或陶瓷基材上的玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的包括基材表面的缺陷部位的修复 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于修复玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的至少一个缺陷部位的方法。在此，将涂层材料通过涂覆方法施加到所述至少一个缺陷部位上、去除突出的过量的涂层材料、干燥所施加的涂层材料，并且随后在热量输入的情况下焙烧所施加的涂层材料。本发明还涉及一种用于修复缺陷部位的激光修复系统，其中根据本发明的激光修复系统包括至少一个可更换的枢转装置、可更换的热辐射装置以及能量供给单元。

Description

在金属基材或陶瓷基材上的玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的包括 基材表面的缺陷部位的修复

技术领域

本发明涉及在玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的至少一个缺陷部位的修复，其中玻璃或玻璃陶瓷包覆层设置在金属基材或陶瓷基材上，以及涉及在金属基材或陶瓷基材表面上的缺陷部位的修复。在此，本发明包括一种用于处理在搪瓷物件中的缺陷部位的修复方法以及激光修复系统。

背景技术

由玻璃样无机材料(也称作玻璃陶瓷材料)与金属基材构成的复合材料被称作为搪瓷或瓷釉。玻璃陶瓷材料通过完全地或部分地熔化主要是氧化的原材料和与金属基材的化合物而产生，并形成玻璃陶瓷的包覆层，所述包覆层也称作为搪瓷层。将这样制备的无机制剂与添加剂一起以一层或多层作为包覆层涂覆到金属基材上并且在高于800℃的温度下使之熔化。

在此，搪瓷的特性是与相应使用的基材和相应的各自使用目的协调一致的。原则上，搪瓷具有高耐腐蚀性、高耐磨性、化学中性、卫生以及生物和催化惰性行为、绝缘性能以及光滑的表面。因此，搪瓷用作基材的保护包覆层。此外，搪瓷易清洁、耐划伤且形状稳定。因此，搪瓷物件(如搪瓷金属板材)有利地用作房间的饰面或用作隧道或地铁中的镶板。例如，大型容器、储存器、管道、铭牌、工业部件、日用品、蒸煮器和仪器均被涂以瓷釉。下文中，具有玻璃陶瓷包覆层或搪瓷层的金属基材或陶瓷基材被称为搪瓷物件。

下文中描述一种借助湿磨制备搪瓷基材的典型方法。

在制备搪瓷时，精细地研磨底釉和/或面釉的成分，并且随后在立式或连续式加热炉中使之均匀地熔化。干式或者湿式(例如在水中)地进行淬火。通过淬火产生所谓的釉料(Fritte)，其也被称为玻璃料(Glasfritte)并且具有玻璃样特性。

将具有一种或多种釉料、构造成着色氧化物的着色体以及其它添加物如粘土、石英和/或调节剂的搪瓷配方随后在添加溶剂的情况下在球磨机或行星式磨机中精细地研磨成粉末。在湿磨时，大多使用水或有机溶剂作为溶剂。在湿磨时获得的釉料粉末在溶剂中的悬浮液作为搪瓷釉浆存在并且在下文中也被称为釉浆或涂层材料。所述悬浮液分别根据在其组成中所含有的釉料、着色氧化物和添加剂可具有不同的颜色、光泽度和特性。

搪瓷釉浆可以具有不同的粘度并且可以相应地构造成液态的或糊状的(糊状搪瓷釉浆)。分别根据组分涉及底釉浆或面釉浆。可替代地，通过干磨获得的干燥的釉料粉末也可作为粉末釉料被用于进一步制备。

在通过各种步骤如机械和/或化学清洁方法和/或干燥和/或除油污和/或预热进行可选的基材预处理之后，随后通过涂覆方法尽可能均匀地将底釉浆涂覆到基材上。在紧接着将底釉浆焙烧成至少一个底釉层之前，该底釉浆必须完全干燥。分别根据基材的材料，在相应合适的温度下进行焙烧。因此，例如用于铝基材的温度低于用于钢基材的温度。在此，所述至少一个底釉层熔化成玻璃样包覆层。将底釉浆通过浸渍或喷涂施加到基材上并且将其在钢或不锈钢基材的情况下在大约800℃至900℃下或者在铝基材的情况下在大约450℃至550℃下焙烧成底釉层，取决于方法其具有大约80μm至250μm的厚度。

随后，通过涂覆方法尽可能均匀地施加面釉浆以及随后完全干燥并且接下来将面釉浆焙烧成至少一个大约100μm厚度的面釉层。绝大多数情况下，多个面釉层覆盖位于其下面的基材或位于其下面的底釉层。在一个实施形式中，将面釉浆通过浸渍或喷涂施加到底釉上并且在800℃至850℃下焙烧。面釉层的总层厚在0至1mm的范围内、优选在0.05mm至0.5mm的范围内。

在制备搪瓷物件的过程中，但亦或在安装时或由于在使用它们时的错误，经常会在搪瓷层和/或位于其下面的基材中形成缺陷。

搪瓷化过程本身受到无数参数的影响。因此，例如所使用的基材材料、温度和炉内气氛、溶解在水中的物质或釉料粉末或搪瓷釉浆的成分和粒度本身对制备搪瓷物件具有大的影响。在此出现的缺陷部位基于微结构中的缺点。这些缺陷部位涉及气孔、气泡、裂纹或针刺孔，它们归因于化学/物理引起的气体析出过程。所述气体析出通常源自于基材。逸出的气体绝大部分是碳氧化物和氢气，它们由于焙烧过程在基材上逸出，然而被位于其上的更防渗的搪瓷层阻塞并且吸收，并且因此通过(特别是在边界面上的)压应力出现点状或面状构造的缺陷部位。

此外，由于搪瓷缺乏结合强度或附着能力，机械特性也可能在硬度、磨损或断裂韧性方面受到干扰，由此导致形成应力线。

搪瓷层中的缺陷部位可以在制造决定的缺陷的区域中通过之后涂层的破坏而产生(例如通过破坏之前封闭的气泡或气孔，或者通过安装错误如撞击部位或火花飞溅)或者通过搪瓷物件就其各自功能的使用引起。隧道或地铁镶板中的缺陷部位还可能例如由石块撞击引起。在此，至少一个近表面的搪瓷层脱落。通过安装错误，例如由于搪瓷物件的磨削加工造成的安装错误也可能在这些物体上引起腐蚀现象，相应的气候条件经常有利于所述腐蚀现象。

缺陷部位通常具有直至20mm、通常在0.3mm至5mm的范围内的直径。缺陷部位的深度达到1mm，但是缺陷部位经常有0.05mm至0.5mm深。

虽然这些缺陷部位大多单独并且分散地出现，然而形成腐蚀现象的作用点并且在美学方面也是不利的。特别是在罐制造的使用范围中，由于这些缺陷部位之一的腐蚀缺陷而可能完全导致设备故障停机，并且因此表现出高的经济或者卫生风险。

由现有技术已经已知用于在搪瓷层中的缺陷部位的修复方法。通常更换有缺陷部位的部件并且替换新的无缺陷的部件或在外部重新涂覆或修复。通常也将密封剂、板或补丁施加到缺陷部位上，或者通过涂抹修复缺陷部位。

在BR 9700234A中公开了一种修复搪瓷表面的较小损伤的方法。在此施加涂层材料，借助热源(在此为激光)加热为了修复而施加的涂层材料并且使其与周围的完好的搪瓷熔合。在此特征在于，仅在损坏部位和其紧邻的周围或在用于修复的涂层材料上进行热量输入。

WO 2015/055822A1描述了一种用于制备完全或部分搪瓷化的表面的方法。为此，借助磁感应器局部加热表面。另外，通过所使用的感应器的频带将电磁穿透深度确定为小于1mm的值。

EP 2269766A1描述了一种用于修复受损的搪瓷容器或容器部件的修复方法。该方法使用一块用钽片包裹的钢板，该钢板被施加到有损坏的部位上并且遮盖这个部位。在此，这样的遮盖本身相对于容器的搪瓷壁部利用由聚四氟乙烯(PTFE)制成的密封元件来遮盖或密封。

DE 1947983A描述了一种处理金属物件的方法，该金属物件具有由搪瓷构成的表面涂层，该表面涂层被预烧制，以便之后通过沉积由水性分散体组成的合适的聚合物包覆层材料对表面的受损部位进行电泳修复涂覆。

在EP 0407027B1中公开了一种修复搪瓷钢装置的受损区域的方法。在此，将包含化合物如金属醇盐的修复剂施加到受损区域上、加热并且通过溶胶-凝胶法凝固成玻璃。

DE 3437620A1公开了一种用于修补搪瓷层中的缺陷部位的方法。通过将与缺陷部位互补地打磨的搪瓷小片压入到所述缺陷部位中，实现修补这些构形成搪瓷气孔的缺陷部位。然后在进一步燃烧中将该小片固定，其中在实施焙烧过程之前在小片的边缘的区域中施加搪瓷釉浆。然而，为了固定修复搪瓷小片所需的进一步的燃烧使得该方法不适于就地移动修复。

在DE 1696626B中描述了一种用于在铸铁盆上修补有缺陷的搪瓷层的方法。其中，在搪瓷时出现的缺陷如气孔、气泡和针刺孔也可以在事后(在冷却搪瓷时)消除，而无重新加热及可能与之伴随的由于裂纹、气泡或气孔的盆损坏。在冷却之后在有缺陷的部位处加工盆，完全地或部分地设置新的搪瓷层并且光滑地烧制。在此，修复包括抠出缺陷部位、将釉料悬浮液施加到待修补的部位上或者将釉料粉末散布到待修补的预热的部位上以及随后光滑地烧制修复层。为了修复，在此使用与用于原始的包覆层相同的釉料。因为整个盆或仅盆的在其上施加有新的搪瓷层的部分被重新加热，所以在此涉及大面积的、不精确的且耗费的过程，其中无缺陷的部位也被熔化。

DE 4021466A1公开了一种用于恢复搪瓷钢罐中的搪瓷层上的较小受损部位的方法。在此，用喷射剂、特别是刚玉喷射受损部位和邻接的区域并且使其粗糙化，以便获得更好的附着。借助热喷涂方法用金属覆盖层(并且因此不用原始材料)涂覆经这样处理的受损部位，其中搪瓷层的表面在此不被熔化。例如考虑坩埚喷涂方法、火焰方法、电弧方法、爆燃方法或等离子方法作为用于熔化喷涂附加材料的能量载体。随后，通过机械加工或孔隙密封剂来密封所述多微孔的覆盖层的气孔。在此，特别是由于熔化也涉及耗费的修复方法。

此外，基于感应的修复方法是已知的。在WO 2015/055822A1中尤其公开了对完全或部分搪瓷的构件的修复，所述修复能够直接在安装地点处进行，即没有拆卸和再安装。在此，机械地和/或化学地清洁工业部件或日用品的搪瓷中待处理的受损部位并且去除污染物。随后将搪瓷物料涂覆到待修复的部位上并且感应地以及快速地熔化并且立即局部地焙烧。感应器在此可实施为便携式手持装置并且手动地在工件的表面上移动。感应器的大小在此灵活地构造成可与相应的待处理的部位相匹配。然而，在那里不进行例如通过激光器对缺陷部位的预热处理，而是纯机械地或化学地进行预处理。此外，所述搪瓷基于感应进行，而不使用激光器进行。不利的是由于感应器的运行方式由于在基材中产生的涡流损耗，该方法不能单独地与搪瓷的每种材料组分和着色组分相匹配。更确切地说，由于材料的组分总是不同，所以从基材出发分别相对不受控制地加热到设置在基材上的搪瓷层中。

此外，该修复方法在出现的能量损失方面具有明显的缺点，因为能量输入在基材的壁厚较大的情况下是不足够的并且导致基材和位于上方的搪瓷层中的热量流失。热辐射不能聚焦到特定部位，由此出于可控制性的原因对于该修复方法仅考虑较薄的壁厚。在基材的壁厚太小的情况下，基材可能局部过热，这不仅导致构件变形而且导致应力裂纹。另一方面，在壁厚较大的情况下需要感应器源的高连接负载(Anschlusswert)，对于在磁场与例如携带心脏起搏器的人员的相互作用方面的劳动保护这又是不利的，由此使得简单地使用该修复方法变得有问题。此外，在壁厚较大的情况下，为此所需的高连接负载也不适合于移动的修复使用。

因此，非常希望提供一种修复方法，该修复方法设计成，使得它可以直接就地进行并且可以根据各自的材料进行单独调节。此外，应当放弃大面积地并且耗费地加热处理的部位并且也能够修复具有较大壁厚的搪瓷物件。此外，应确保可移动地使用修复方法。

发明内容

本发明的任务是，提供一种修复方法，该修复方法克服现有技术的缺点。

在此，即使较厚搪瓷层以及设置在其下方的基材的缺陷部位应当局部地、直接地、节省时间地、有效地且无能量损耗地被修补。应避免裂纹形成和应力线，取而代之地应能够实现经修复的缺陷部位的均匀的整体印象。

此外，所述修复方法应当通过为此设置的可运输的且紧凑的装置来实现。

根据本发明，所述任务通过根据权利要求1所述的玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的至少一种缺陷部位的修复来解决，其中玻璃或玻璃陶瓷包覆层设置在金属基材或陶瓷基材上。此外，根据本发明，所述任务通过金属基材或陶瓷基材表面上的缺陷部位的修复来解决。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

本发明的第一方面涉及一种用于修复在金属基材或陶瓷基材上的玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的包括基材表面的至少一个缺陷部位的方法，其中根据本发明的方法包括以下方法步骤：将涂层材料通过涂覆方法施加到所述至少一个缺陷部位上、去除突出的过量的涂层材料、干燥所施加的涂层材料，并且在热量输入的情况下焙烧所施加的涂层材料。在此，所述焙烧具有以下步骤：通过激光照射进行第一聚焦的高能热量输入，伴随与之相关的照射斑的熔化，并且随后进行第二散焦的低能热量输入，伴随受控制的照射斑的连续冷却。

本发明的另一方面涉及一种用于修复在金属基材或陶瓷基材上的玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的包括基材表面的至少一个缺陷部位的激光修复系统，其中根据本发明的激光修复系统包括至少一个可更换的枢转装置、可更换的热辐射装置和能量供给单元。在此，激光修复系统可拆卸地设置在搪瓷层上并且热辐射装置可移动地且可拆卸地设置在枢转装置上。此外，热辐射装置包括至少一个可更换的激光加工头和至少一个可更换的激光器。所述枢转装置具有至少两个用于定位热辐射装置的位置，其中第一位置相应于静止位置且第二位置相应于缺陷部位上的加工位置。

在一个实施形式中，金属基材或陶瓷基材被用作基材，其也被称为载体材料。在另一个实施形式中，能搪瓷化的金属、金属合金或板材如例如铝合金、镁合金、低碳钢板、铜、金、银、铂、不锈钢、铸铁或玻璃被用作基材。在一个实施形式中，作为水平的层施加到基材上的搪瓷层包括至少一个与基材直接接触的底釉层和至少一个施加到底釉上的面釉层。在一个实施形式中，搪瓷物件具有多个搪瓷层。底釉由于包含在其中的粘附氧化物而用于将搪瓷层附着在基材表面上。在一个实施形式中，在一定的前提下，例如当基材之前被镀镍时，底釉可以直接用作所谓的直接上釉(Direktemail)。

根据本发明，搪瓷物件的表面理解为最外面的面釉层。底釉层在下文中也被称为底釉，而面釉层在下文中也被称为面釉。

在一个实施形式中，底釉的典型组成包括34％的硼砂、28％的长石、5％的萤石、20％的石英、6％的苏打、5％的硝酸钠以及分别0.5至1.5％的钴、锰和氧化镍。

在一个实施形式中，面釉的典型组分包括23％的硼砂、52％的长石、5％的萤石、5％的石英、5％的苏打、25％的硝酸钠以及分别0.5至1.5％的钴、锰和氧化镍以及6.5％的冰晶石。在另一个实施形式中，在随后的制备过程中还添加约6至10％的遮光剂，如氧化锡、硅酸钛和三氧化锑以及着色氧化物。

在本发明的意义中，缺陷部位也被称为缺陷、有缺陷的部位、瑕疵或待处理的部位。缺陷部位可以在搪瓷物件的表面(通常在面釉中)、在底釉和/或面釉的搪瓷层中和/或甚至至少直至基材表面出现或穿透。此外，在基材中或在基材表面上的腐蚀现象可能作为缺陷部位而出现。与此相反，搪瓷物件中没有缺陷部位的区域被称为完好的。

下文中描述根据本发明的用于一个流程的修复方法。在此，各个方法步骤直接彼此相继。

在一个优选的实施形式中，该修复方法具有至少一个流程，其中一个流程具有将涂层材料(下文中也称作涂层)施加到至少一个缺陷部位上以及随后通过激光器的焙烧(下文中也称作照射)。用于预处理或后处理的其它步骤不是必需的。在另一个实施形式中，组合或依次相继地多次实施步骤是可能的，以便带来尽可能好的维修成效。

在一个实施形式中，在应用根据本发明的修复方法之前进行至少一个缺陷部位的探测。通过这种检查可以识别出缺陷部位以及搪瓷层的表面质量。有利地，由此已经可识别随后处理的范围以及在搪瓷物件上的缺陷部位的位置，从而可以顺利且有针对性地进行根据本发明的修复。

分别根据光入射，在搪瓷层中或位于其下的基材中的缺陷部位经常已经用肉眼可识别。在一个优选的实施形式中，借助光学检查和/或电学检查对至少一个缺陷部位进行探测。在一个优选的实施形式中，所述光学检查包括视觉检查。在一个优选的实施形式中，所述电学检查包括根据DIN标准的DIN EN 14430的高压检查。在一个实施形式中，根据DIN标准DIN EN 14430在20kV直流电的情况下进行高压检查。在一个可替代的实施形式中，所述电学检查包括根据DIN标准DIN EN ISO 8289的低压检查。

在一个优选的实施形式中，在施加随即焙烧的涂层材料之前和/或在施加随即焙烧的涂层材料之后，探测至少一个缺陷部位用于检验。

在一个优选的实施形式中，对至少一个缺陷部位进行机械预处理和/或化学预处理和/或预热处理。有利地，由此特别是去除所述至少一个缺陷部位的表面上的污染物。在此，也可以清洁围绕各缺陷部位的完好区域。有利地，通过机械和/或化学预处理清除缺陷部位的污染物。

在一个实施形式中，所述机械预处理包括磨削和/或铣切，由此还能接近缺陷部位远离表面的区域，这特别是在缺陷较深的情况下是有利的，所述缺陷也可能存在于基材中。在一个实施形式中，化学预处理包括缺陷部位的局部蚀刻和/或除油。此外，预处理包括缺陷部位的随后干燥。

在另一个实施形式中，至少一个缺陷的所述预处理包括在其中进行预热的热的预处理。在一个实施形式中，所述对搪瓷物件的预热在温度保持恒定的情况下进行，优选在20℃至30℃之间。在一个实施形式中，通过预热处理有针对性地蒸发污染物如表面颗粒。在一个实施形式中，预热处理通过借助激光束的热激光工艺来实现。有利地，由此产生所述至少一个缺陷部位的经定义的表面结构。此外有利地，通过热激光工艺有针对性地制造所述至少一个缺陷部位的一致的初始基础。为此，在一个实施形式中，缺陷部位根据一致的标准来限定，其中在缺陷部位的基底处的污染物和/或反应产物被消除。在一个实施形式中，对于借助激光的预热处理使用比用于随后的修复方法更小的功率密度。在此，在搪瓷物件上的热处理始于

在一个实施形式中，用涂层材料填充(下文中也称作涂层)所述至少一个缺陷部位。在一个实施形式中，精细研磨的釉料粉末或搪瓷釉浆用作涂层材料，该涂层材料被引入到缺陷部位中或被涂覆到缺陷部位上。在一个优选的实施形式中，涂层材料具有与搪瓷物件的完好的材料相同的组成和相同的特性。在一个实施形式中，涂层材料具有与所述至少一个完好的面釉层和/或所述至少一个完好的底釉层相同的组成和相同的特性。在一个可替代的实施形式中，涂层材料具有与搪瓷物件的完好材料不同的组成和不同的特性。在另一个实施形式中，涂层材料具有与位于其下的基材相同的组成和相同的特性或不同的组成和不同的特性。

在一个实施形式中，通过涂覆方法将涂层材料施加到所述至少一个缺陷部位上。在一个优选的实施形式中，所述涂覆方法选自喷涂方法、涂抹方法、刮涂方法、浇铸方法、流涂方法、浸渍方法、丝网印刷方法和/或喷雾方法。在一个实施形式中，分别根据待处理的搪瓷物件的可接近性选择涂覆方法。例如，在易于接近的搪瓷面的情况下进行喷涂，而在难以接近的搪瓷空腔的情况下进行浇铸。

在一个实施形式中，通过涂覆系统将涂层材料涂覆到待修复的缺陷部位上。

根据本发明，将位于搪瓷物件的表面处的过量的涂层材料去除。在此，机械地实施过量涂层材料的去除，例如通过用物件如刮刀或刀片去除。根据本发明，随后将设有涂层材料的缺陷部位干燥。这在空气中或在供热的情况下进行。

在一个实施形式中，通过散焦的激光束实现所述至少一个缺陷部位的边缘区域的预热。与聚焦的激光束相比，散焦的激光束以更小的总强度以及因此更小的功率密度照射更大面积的搪瓷物件。有利地，在预热边缘区域时利用散焦的激光束避免在修复部位的边界区域上的裂纹，其方式为通过具有更均匀的热分布的更缓慢的均匀加热以及通过更缓慢的冷却消除热应力。

根据本发明，将涂覆到所述至少一个缺陷部位上的涂层材料在热量输入的情况下焙烧。根据本发明，通过热量输入进行涂层材料的焙烧(也称作照射或熔化)。热量输入在此具有第一聚焦的高能热量输入和第二散焦的热量输入。在本发明的意义中，第一热量输入通过激光器确保且第二热量输入通过激光器或感应器确保。有利地，由此进行所述至少一个缺陷部位直接和局部的修复。

根据本发明，在热量输入的情况下焙烧施加到缺陷部位上的涂层材料包括两个步骤。

在此，根据本发明的焙烧包括通过激光照射进行的第一聚焦的高能热量输入，伴随与之相关的照射斑的熔化以及由此缺陷部位被激光束遮盖区域的熔化。有利地，可以使用激光器在表面上实现快速的扫描，伴随与之相关地高能量输入，以便有效地加热样品并且熔化缺陷部位。然而，随之而来的热辐射(其也可能出现在围绕缺陷部位的完好的搪瓷层中直至基材中)可能导致在搪瓷层中的裂纹形成。

因此，根据本发明的焙烧包括紧随第一聚焦的高能热量输入之后的第二散焦的低能热量输入，伴随受控制的照射斑的连续冷却。在此，第二散焦的热量输入具有比第一聚焦的高能热量输入更小的功率密度。与具有高能热量输入的第一聚焦的激光束相比，第二散焦的热量输入以更小的总强度以及因此更小的功率密度照射更大区域的搪瓷物件。有利地，通过第一步骤加热的样品在此不是突然地，而是均匀且缓慢地冷却。

优选地，第二散焦的低能热量输入通过激光照射或感应地进行。

在一个实施形式中，通过第二散焦的低能热量输入，缺陷部位的经定义区域或整个区域面式地被散焦的激光束照射。在激光束散焦期间，进行以功率调节的冷却曲线形式的功率降低。有利地，通过第一聚焦的高能热量输入加热的样品通过随后的用散焦的激光束的第二散焦的低能热量输入不是突然地、而是受控制地、连续地且缓慢地冷却。此外，有利地，通过借助激光照射通过第二散焦的低能热量输入的处理，进行对所处理的缺陷部位以深度作用的局部的、集中的和限定的处理。通过由散焦的激光束引起的较缓慢的冷却，热应力被消除并且有利地避免了裂纹形成。

在另一个实施形式中，通过第二散焦的低能热量输入感应地照射缺陷部位的较大区域。在感应的情况下，热量通过涡流损耗直接在基材中产生(与在搪瓷层的表面上或搪瓷层中激光处理的情况不同)，并向上照射到上面的搪瓷层中。特别是在形成较大的缺陷部位的情况下，感应式热处理是有利的。在一个实施形式中，电磁场的穿透深度与频率和温度相关。感应照射的穿透深度在此这样调节，使得与对于单独的缺陷部位所需的散热相比，不再发生能量输入伴随与之相关的散热。有利地，通过受控制的热处理将完好材料中的散热限制到最小值。在一个实施形式中，用于感应可变的方法参数包括如功率和/或作用时间和/或感应器在速度、方向和振荡曲线方面的运动过程。有利地，通过感应式照射，通过第二散焦的低能热量输入进行大面积的并且均匀的缺陷部位处理，而没有形成裂纹。在一个实施形式中，通过感应器的感应照射实现热量输入。

在一个可替代的实施形式中，第二散焦的低能量输入通过激光照射和感应地进行。有利地，通过激光照射和感应的这种组合，在此将激光处理和感应的特点组合，从而能够有针对性地调节所期望的处理结果并且有效地利用这两种方法的各自优点。通过激光照射在搪瓷层中产生热量并且通过感应处理在基材中产生热量，有利地不会由于基材的热负荷使搪瓷物件变形。此外，热量输入的深度作用可以与大面积处理相关联并且因此有利地避免裂纹形成。材料的惰性也较小，由此可以有利地进行所述焙烧的更有效的调节。

在另一个可替代的实施形式中，待处理的缺陷部位通过热量输入仅感应地加热，以便焙烧相应的涂层材料。为此，激光修复系统的热辐射装置包括至少一个感应器。

经处理、修补的缺陷部位在焙烧之后被冷却。

在一个实施形式中，在焙烧涂层材料之后检验作为对经处理、修补的缺陷部位的质量检验。这与探测所述至少一个缺陷部位类似地进行。在一个实施形式中，依据光学检验和/或电学检验对经处理、修补的缺陷部位进行检验。

在一个实施形式中，如果通过探测被加工的缺陷部位确定经处理、修补的缺陷部位与搪瓷物件的完好区域均匀地结合和/或看起来无裂纹，则完成该修复过程。在另一个实施形式中，如果通过探测被加工的缺陷部位确定经处理、修补的缺陷部位看起来不是均匀的和/或无裂纹的(例如由于其深度或其直径)，在一个优选的实施形式中，根据缺陷部位和处理成效可以多次相继重复应用各个方法步骤。在此，有利地可以分别根据需要来匹配或再校正各个方法参数。

在一个优选的实施形式中，形成涂层材料的精细研磨的釉料粉末或搪瓷釉浆具有在0.35μm至160μm、优选0.50μm至70μm、非常优选18μm至50μm范围内的粒度。通过精细研磨的所述量级的釉料粉末或搪瓷釉浆有利地实现之后焙烧方法中面式的熔化，其也可利用小的激光束直径实现。此外，通过精细研磨的釉料粉末或搪瓷釉浆有利地允许用釉料粉末或搪瓷釉浆更好地填充缺陷部位并随即去除突出的釉料粉末或搪瓷釉浆。此外，通过精细的研磨程度有利地提高了釉料粉末或搪瓷釉浆的堆积密度。

在一个实施形式中，为了优化涂层材料，除了化学组成和研磨程度之外，将至少一种填料引入到釉料配方中。所述至少一种填料用于在待处理的缺陷部位中产生体积以用于修复。此外有利的是，通过至少一种填料不仅优化了在待修复的缺陷部位中熔体收缩和裂纹的危险，而且确保了激光束有效地耦合输入到待修复的缺陷部位中。在一个实施形式中，所述填料选自粉末状的金属颗粒、金属粉末、金属氧化物粉末、陶瓷和/或金属陶瓷颗粒。

在一个实施形式中，当搪瓷物件较深地受损时，特别是当基材或基材表面受损时，通过直至基材的刻纹来修复基材中的缺陷部位。随后用缺少的材料填充缺陷部位。在一个实施形式中，通过引入填料对金属基材中的缺陷部位进行材料填充。在一个实施形式中，在缺陷部位的材料填充之后紧随熔化过程，该熔化过程优选通过热激光输入来实现。随后借助根据本发明的方法，用釉料粉末或搪瓷釉浆覆盖被处理的缺陷部位并且在热量输入的情况下焙烧所述缺陷部位。重复进行借助填料的材料填充和随后的过程，直至缺陷部位被完全填充。在一个实施形式中，因此存在多层系统。

在一个优选的实施形式中，激光修复系统可拆卸地设置在搪瓷物件上。在一个实施形式中，激光器可移动地设置在紧固装置中。有利地，激光器因此可以是可简单操作的和可运输的。在一个实施形式中，所述紧固装置被构造成激光修复系统。在一个实施形式中，将激光修复系统放置在每种情况下待处理的缺陷部位附近的搪瓷物件上。

在一个优选的实施形式中，激光修复系统包括至少一个枢转装置、热辐射装置和能量供给单元。在一个优选的实施形式中，热辐射装置可移动地并且可拆卸地设置在枢转装置上。在一个实施形式中，能量供给单元包括至少一个换流器和/或控制单元。

在另一个优选的实施形式中，激光修复系统包括具有涂层材料储备的涂覆系统。在一个实施形式中，所述涂覆系统安装在枢转装置上并且可借助在枢转装置上的滑轨和/或导轨沿水平维度在xy方向上可相对于搪瓷物件移动。在一个实施形式中，在涂覆涂层材料时，将涂覆系统放置到待加工的缺陷部位上方。在一个实施形式中，涂覆系统构造成喷雾系统。在一个实施形式中，涂覆系统被构造成可更换的。因此，涂覆方法可有利地与待处理的搪瓷物件的形状相匹配。

在另一个优选的实施形式中，激光修复系统包括预处理装置，该预处理装置包括在涂覆和紧随的通过激光器对涂层材料的焙烧之前对缺陷部位的预处理。在一个实施形式中，预处理装置包括机械和化学的清洁单元。在一个实施形式中，预处理装置包括磨切机和/或铣刀和/或蚀刻装置。在另一个实施形式中，预处理装置包括热装置。在此，该热装置用于供热并且构造成加热板和/或感应器和/或激光器。在一个实施形式中，作为预处理装置的激光器使用与用于焙烧涂层材料相同的激光器。有利的是热装置也用于干燥所施加的涂层材料。

在另一优选的实施形式中，激光修复系统包括探测系统。在一个实施形式中，该探测系统包括电压检查单元，其具有高电压检查单元和低电压检查单元。在一个实施形式中，在涂覆涂层材料和紧随的对涂层材料的焙烧之前和/或之后使用探测系统。在一个实施形式中，探测系统进一步包括用于视觉检验的摄像机系统。

有利地，热辐射装置例如在修复的情况下可以被更换。在一个优选的实施形式中，热辐射装置包括至少一个激光加工头和至少一个激光器。在一个可替代的实施形式中，热辐射装置包括具有与此有关的能量供给单元的至少一个感应器。

在一个实施形式中，热辐射装置包括至少一个激光加工头和至少一个激光器以及至少一个感应器，所述感应器具有与此有关的能量供给单元。

在一个优选的实施形式中，所述枢转装置构造成可放置在搪瓷物件上，其中该枢转装置的下侧指向搪瓷物件的表面。在一个实施形式中，枢转装置用于定位热辐射装置并且因此定位激光加工头。在一个优选的实施形式中，枢转装置具有至少两个枢转臂，在所述枢转臂上设置有平台。在一个优选的实施形式中，在所述平台上安装有热辐射装置以及安装在其上的激光器和激光加工头。在另一个优选的实施形式中，所述平台被构造成能够通过所述至少两个枢转臂沿水平维度在xy方向上可相对于搪瓷物件移动。

在一个优选的实施形式中，枢转装置具有至少两个用于定位热辐射装置的位置。在一个实施形式中，所述平台通过所述至少两个枢转臂可卡锁地构造在至少两个位置中、优选在相应外部可能的端部位置中，由此实现平台以及因此具有激光器和激光加工头的热辐射装置在几何形状上确定的定位。有利地，通过这种重复的精确定位能够实现修复的良好的可重复性。通过热辐射装置的所定义的定位，该热辐射装置在各自的位置中是稳定且固定的。在一个优选的实施形式中，枢转装置的第一位置相应于静止位置。在另一个优选的实施形式中，第二位置相应于加工位置，其中第二位置构造成可精确地设置在缺陷部位上方。

在一个实施形式中，通过至少一个紧固件将枢转装置固定在搪瓷物件的表面上。因此有利地，所述枢转装置不仅能固定在平坦放置的搪瓷物件上还能固定在倾斜取向的搪瓷物件上。此外，由于所述至少一个紧固件稳定的位置保持，例如在受损的天花板镶板上使用时，枢转装置也可以倒置地固定在搪瓷物件上。在一个实施形式中，所述至少一个紧固件能够在搪瓷物件的表面上简单地且无损地被遗留、被拆卸。在一个优选的实施形式中，所述至少一个紧固件可拆卸地设置在枢转装置的下侧。在一个实施形式中，所述至少一个紧固件构造成磁体并且也被称为磁脚。在一个实施形式中，所述至少一个磁体构造成电磁体，也就是说该磁体在通电时被磁化并且因此在载流的状态下固定在搪瓷层上，并且在无电流的状态下构造成非磁性的并且因此能够与搪瓷层脱开。

在一个可替代的实施形式中，所述至少一个紧固件构造成真空抽吸器。

在一个实施形式中，所述至少一个紧固件这样设置在枢转装置上，使得枢转装置可定位在搪瓷物件表面的缺陷部位的不同位置上，因此也可以有利地实现在搪瓷物件的边缘或棱边上(或其它难以接近的区域如弯曲部)的缺陷部位的加工。

在一个实施形式中，激光加工头可拆卸地与热辐射装置连接。在此，激光加工头占据与热辐射装置相同的位置。有利地，激光加工头能够例如在修复的情况下被更换。

在一个实施形式中，激光加工头是激光器与工件的接口(Schnittstelle)并由此搪瓷物件的接口。在一个实施形式中，当激光器处于第二位置时，根据本发明的修复方法的一部分通过激光束的耦合输入而将涂层材料焙烧到缺陷部位中。被激光束覆盖的缺陷部位的面被称为激光束直径或照射斑。在一个实施形式中，激光束至少部分地覆盖缺陷部位。在一个实施形式中，激光束直径至少相应于缺陷部位的直径。

在一个实施形式中，激光器可拆卸地与热辐射装置连接。有利地，例如在修复的情况下或者在使用其它类型的激光器的情况下，例如在波长和/或信号形状方面可以更换激光器。所使用的激光器的类型取决于待处理的缺陷部位，例如在材料和吸收能力方面。在一个实施形式中，激光照射的穿透深度这样调节，使得激光照射不比对于缺陷部位的修复所需更深地穿透到材料中并且因此保护完好的材料。

在一个实施形式中，热辐射装置具有激光保护和/或间隔保持件。在另一个实施形式中，热辐射装置包括光纤耦合高温计和/或摄像机系统。

在一个优选的实施形式中，将根据本发明的激光修复系统放置在搪瓷物件的表面上并且借助所述至少一个紧固件固定在该物体上的第一位置中。在一个实施形式中，接下来通过枢转装置将设置在热辐射装置上的激光加工头移动到第二位置上，以便在那里借助摄像机系统和安装在摄像机系统中的十字线提前调节激光加工头的机械精细定位。在一个可替代的实施形式中，激光修复系统的粗略定位通过摄像机系统中的十字线和/或激光加工头中的聚焦镜头来进行并且通过图像识别软件进行精细定位。

在一个实施形式中，随后通过激光对缺陷部位进行预热处理，由此实现经定义的几何形状以便于之后焙烧涂层材料。在另一个实施形式中，设置热辐射装置上的激光加工头随后返回到第一位置中，使得当缺陷部位被涂层材料填充时它不会阻碍。在涂层材料干燥并且去除过量的涂层材料之后，接着将设置在热辐射装置上的激光加工头移动到第二位置中，由此可以通过激光的热处理来焙烧填充在缺陷部位中的涂层材料。在焙烧完成后，将设置在热辐射装置上的激光加工头移动回到第一位置中，从而可以就修复成效检验所处理的部位。如果没有进一步的缺点，则通过将所述至少一个紧固件与搪瓷物件脱开而移除激光修复系统。如果需要进一步的再修正，则可以将设置在热辐射装置上的激光加工头再次或者多次(直至修补成功)移动到第二位置中，以便再次热处理所处理的部位和/或焙烧另外施加的涂层材料。

在一个优选的实施形式中，通过根据本发明的激光修复系统实现根据本发明的修复方法的热量输入。在此，在探测所述至少一个缺陷部位之前或在探测所述至少一个缺陷部位之后或在预处理所述至少一个缺陷部位之前或在预处理所述至少一个缺陷部位之后，将激光修复系统放置在搪瓷物件上。在一个优选的实施形式中，在完成根据本发明的成功进行的修复方法之后，将根据本发明的激光修复系统从搪瓷物件上取下。

在一个实施形式中，激光器理解为用于产生激光束的设备。在一个实施形式中，匹配地选择方法参数。在一个实施形式中，激光照射的重要的且可变的方法参数在热传递和调焦方面包含参数，如基材和搪瓷的材料，和/或与波长和/或功率密度和/或射束直径和/或照射时间段和/或脉冲时长(脉冲式运行的激光器)的调节相关的预处理和/或激光器类型的选择。

在一个实施形式中，将待处理的缺陷部位一次性地用激光器照射并且熔化，在下文中也简称为一次性照射。在另一个实施形式中，将待处理的缺陷部位多次用激光器照射并且熔化，在下文中也简称为多次照射。在多次照射的情况下，附加地还改变脉冲的频率(脉冲时间间隔)以及脉冲数量。

在一个实施形式中，激光器匹配于材料特性，例如搪瓷的吸收能力。在一个实施形式中，激光器被构造用于标记、切割和/或表面处理。由此可以有利地在修复期间对搪瓷物件进行标记。

在一个实施形式中，作为激光器采用气体激光器或固体激光器用于根据本发明的修复方法。在一个实施形式中，CO₂激光器被用作气体激光器。在一个实施形式中，光纤激光器或二极管激光器或二极管泵(diodengepumpter)激光器用作固体激光器。在一个优选的实施形式中，使用Nd:YAG激光器(掺钕的钇铝石榴石激光器)。在另一个实施形式中，作为激光器可以使用每一种任意的构造类型，而不固定在确定的激光源上。

在一个优选的实施形式中，激光功率为5W至200W、优选5W至50W、非常特别优选5W至20W。在此，激光功率根据相应的材料组成并且特别是粒度来选择。

在一个实施形式中，激光器的信号形状被脉冲化和/或构造成连续波(continuouswave，cw)。在一个优选的实施形式中，通过脉冲式固体激光器对所述至少一个缺陷部位进行激光照射。在一个实施形式中，在脉冲式运行的激光器中，脉冲重复频率为1kHz至1000kHz、优选20kHz至200kHz。在一个优选的实施形式中，在脉冲式运行的激光器中，脉冲时长为9ns至250ns、优选为50ns至150ns。

在一个实施形式中，激光加工头的推进速度取决于缺陷大小并且在5至100mm/sec、优选在5至40mm/sec的范围内。

在一个实施形式中，在500nm至1070nm的近红外范围内的波长的情况下，搪瓷釉浆具有大约65％至50％的吸收率。

在一个优选的实施形式中，用于修复搪瓷层的激光照射的波长在近红外范围内，优选780nm至3μm、特别优选800nm至1070nm。

在一个实施形式中，在涂覆时可以有针对性地将刻纹引入到搪瓷层上并且与位于其下面的搪瓷层熔合。在一个实施形式中，借助激光器可以在搪瓷层的表面中构建刻纹。在一个可替代的实施形式中，也可以在没有与此相关的修复方法和/或没有与此相关的激光修复系统的情况下通过激光刻纹对搪瓷层进行标记。

在一个实施形式中，在待处理的搪瓷物件的定位不改变的情况下，进行相对于搪瓷物件的材料表面的焦平面的变化。为此，在一个实施形式中，激光修复系统在沿相对于搪瓷物件的垂直位置的z方向上移动。在一个优选的实施形式中，激光加工头为此包括聚焦镜头，以便在激光器的光学谐振器与激光加工头之间引导激光束。在一个实施形式中，所述聚焦镜头包括至少一个可调节的反射镜和/或至少一个铰接臂和/或至少一个透镜，从而能够通过聚焦和散焦在待处理的缺陷部位上自动调节在功率密度方面可变的照射斑。在一个实施形式中，通过聚焦镜头将激光束聚焦到缺陷部位上和/或散焦。有利地，因此可以在时间上有效地根据处理目的在散焦的和聚焦的激光束之间转换。

在一个实施形式中，聚焦镜头的反射镜包括至少一个偏转镜和/或至少一个扫描镜，其中这些镜构造成可借助驱动装置枢转的。在一个实施形式中，反射镜的驱动装置构造成旋转驱动装置，例如电流计扫描器。在另一个实施形式中，扫描驱动装置构造成执行器，例如构造成压电驱动装置。在另一个实施形式中，聚焦镜头包括光导纤维如玻璃纤维和/或，从而有利地实现了该系统提高的变通性。由此也允许移动地使用激光器。

可替代地，为了在激光修复系统的定位不变的情况下获得功率密度可变的照射斑，需要使所述搪瓷物件在z方向上沿竖直位置相对于搪瓷物件相应地向上或向下移动。

在一个实施形式中，激光修复系统构造成紧凑的且可运输的。在一个优选的实施形式中，用于移动式使用的激光修复系统构造成用于就地修复的便携式手持装置。有利地，激光修复系统具有可手持搬运的尺寸，例如最大重量为20kg的吸尘器或箱子的尺寸。有利地，激光修复系统也可以在飞机的机舱中或在行李舱中携带。通过激光修复系统的紧凑且可运输的设计方案，能够手动地将该激光修复系统移动到待处理的搪瓷物件的表面上。有利地，由此可以“就地”、即例如在施工现场修复那些运输复杂的大尺寸的搪瓷物件。

在一个实施形式中，根据本发明的修复方法在内置的具有至少一个缺陷部位的搪瓷物件上进行。因此，可移动的激光修复系统足够灵活，以便处理相应的部位。在一个可替代的实施形式中，根据本发明的修复方法在具有至少一个缺陷部位的搪瓷物件上进行，为了修复和/或维修和/或在最终安装之前，该搪瓷物件单独存在。

在一个实施形式中，通过使用激光系统进行修复也可以修复搪瓷物件的较厚的搪瓷层和/或基材，因为通过聚焦镜头有针对性地阻止材料中的热量迁移。

在一个实施形式中，根据本发明的缺陷部位的修复方法与相应的搪瓷物件的维修相关联地进行，由此通过提供完整解决方案有利地提高了经济性。例如，在设备或储存器的情况下，停机时间被有效地使用并且设备的空载被最小化。

在一个实施形式中，根据本发明的缺陷部位的修复绝大部分无裂纹地进行，这有利地通过局部处理和直接处理缺陷部位以及灵活调节的过程来实现。在此，涂层和/或照射的数量是可变的，并且也例如根据待处理的缺陷部位的深度或直径来确定。在此，用于涂覆和/或照射的方法参数可灵活地匹配。此外，在根据本发明的修复方法期间从基材逸出的气体可以有利地向外逸出，因为在修复方法期间在被处理的缺陷部位的区域中的表面是敞开的，因此实现不期望的气孔、气泡、裂纹或针刺孔的最小化。有利地，所述至少一个所施加的底釉层和/或面釉层在着色和/或表面特性方面匹配于现有的完好底釉层和/或面釉层，因为用于修复所使用的底釉和/或面釉具有与完好底釉和/或面釉相同的组成和特性。有利的是经此由于一致的材料特性而避免形成裂纹或形成应力线，并且此外不再能识别经修复的部位。

在一个实施形式中，通过根据本发明的修复方法确保了将搪瓷层连接到基材上并且因此确保稳定的粘附强度。有利地，经修复的缺陷部位因此具有均匀的整体印象。此外，通过改善的附着能力有利地减少了在角部或棱边处搪瓷层从基材上剥落。有利地，这确保了经修复的搪瓷物件的高品质。

由于所使用的热辐射的方法参数在热传递和调焦方面通过调节例如波长、功率密度和脉冲时长的灵活性，有利地可以单独匹配于搪瓷物件的特性，如基材的材料组成或壁厚。有利地，通过根据本发明的修复方法因此确保了高能效且高效时的处理，这是因为有针对性地选择和控制了方法参数。此外有利地，与整体并且大面积地加热整个搪瓷物件的炉相反，可以通过由激光器有针对性地输入能量，节能地进行熔化和焙烧过程。

在一个实施形式中，根据本发明的修复方法可直接在制备搪瓷物件之后用作质量检验和/或直接就地在施工现场或安装现场使用。

在一个实施形式中，根据本发明的修复方法被用于搪瓷容器或储存器，如料仓或贮存罐。在此，料仓能够用作农业产品、饮用水、废水的储存器以及用作人造养鱼场并且在沼气技术中使用。这些料仓可以具有直至60m的直径和直至30m的高度。这种数量级的料仓由板组成并且大多在指定地点组装。此外，构造成饮用水储库的料仓经常用在沙漠地区中，由此出现极端的温度条件和空气条件。此外，由于就地安装，例如在磨切过程中，会导致搪瓷储存器的损坏和缺陷部位，由此可能出现腐蚀。因此，在出现缺陷部位时，由于尺寸大小通常只能就地修复这些缺陷部位。

此外，在隧道中或地铁中的大面积搪瓷的镶板例如由于石块撞击而产生缺陷。

利用根据本发明的方法还可修复在房间、大型容器、储存器、管道、铭牌、工业部件、日用品、蒸煮器和例如搅拌容器的仪器的搪瓷饰面或搪瓷物件中的缺陷部位。有利地，通过使用光导纤维，使激光束也是对象适配的并且有针对性地导向难以接近的部位、例如在容器的管道或角落中的弯曲部。

在另一个实施形式中，玻璃或玻璃层中的缺陷部位的修复也是可能的，因为玻璃具有与搪瓷层相似的特性。在另一个实施形式中，在涂覆时也可以有针对性地将刻纹引入到玻璃上并且与位于其下面的玻璃层熔合。

为了实现本发明，也有利的是将权利要求的前述的根据本发明的设计方案、实施形式和特征在每种布置中相互组合。

附图说明

下文中依据一个实施例更详细地阐述本发明。该实施例涉及搪瓷板材的激光修复并在此描述本发明而非是对本发明的限制。

依据附图进一步阐述本发明。其中：

图1根据本发明的激光修复系统的未按比例绘制的原理图，该激光修复系统放置在搪瓷物件的示例性的缺陷部位的附近，

图2根据本发明的激光修复系统的前视图，其中在图2a中枢转装置处于第一位置中，并且枢转装置在图2b中处于第二位置中，

图3根据本发明的激光修复方法的简图。

具体实施形式

图1示出根据本发明的激光修复系统3的未按比例绘制的原理图，该激光修复系统放置在搪瓷物件1的示例性的缺陷部位2的附近。该激光修复系统3通过紧固件10设置在搪瓷物件1的表面上。搪瓷物件1在当前情况中构造成搪瓷的料仓板材(Siloblech)。在此，紧固件10构造成磁脚。激光加工头6是热辐射装置(在图中未示出)的一部分并且指向缺陷部位2。通过设置在枢转装置的平台上(在图中未示出)，激光加工头6被构造成沿水平维度13在xy方向上是可移动的。

图2以前视图示出根据本发明的激光修复系统3，该激光修复系统具有枢转装置4和热辐射装置5。激光修复系统3可以通过构造成磁脚的两个紧固件10安置在例如搪瓷物件1例如搪瓷料仓板材(图中未示出)的表面上。在此，紧固件10构造成电磁铁。此外，紧固件10在载流的状态下是磁性的并且因此可以固定在搪瓷物件1的搪瓷层的表面上，并且在无电流的状态下构造成非磁性的，因此可以与搪瓷物件1的搪瓷层脱开。此外，枢转装置4具有平台11，该平台具有四个设置在其上的枢转臂12。通过枢转臂12，平台11和设置在其上的热辐射装置5被构造成沿水平维度13在xy方向上是可移动的。安装在枢转装置的平台11上的热辐射装置5具有激光加工头6，该激光加工头是在热辐射装置5中安装的激光器(在图中未示出)与搪瓷物件1的接口。

图2a示出处于第一位置8中的枢转装置4，该第一位置8用作静止位置。图2b示出处于第二位置9中的枢转装置4，该第二位置用作加工位置。

图3示出根据本发明的激光修复方法的简图。首先，缺陷部位被探测14。这通过高压检查来进行。

随后放置根据本发明的激光修复系统15。这借助安装在枢转装置的下侧并且安置在搪瓷料仓板材的表面上的磁脚实现。电磁铁被通电并且用于将激光修复系统固定在表面上。

随后进行激光器16的对准。为此，将激光加工头移动到加工位置中。激光器16的对准通过激光加工头合适地定位在缺陷部位上实现。图像识别软件和具有十字线的摄像系统确保激光加工头的精确定位和对准以及随之发生的缺陷部位的定位。由此实现机械的精细定位。

然后进行预处理17。热辐射装置处于静止位置中用于机械和化学预处理。机械预处理包括缺陷部位的顶铣

化学预处理包括缺陷部位的蚀刻。此外，缺陷部位和缺陷部位周围的完好区域被去除油污。对于预热处理，热辐射装置被移动到加工位置中。在此，借助来自激光加工头的激光束使缺陷部位和完好区域的表面上的污染物蒸发。

随后，将涂层材料施加到缺陷部位上18。涂层材料构造成面釉浆并且在此完全填充缺陷部位。面釉浆在其组成和特性上相应于搪瓷料仓板材的面釉。面釉浆经由喷雾系统引入到缺陷部位中和缺陷部位上。在将涂层材料施加到缺陷部位18上时，将热辐射装置移动到静止位置中。用刀片取下过量的、突出于搪瓷料仓板材的表面的面釉浆。随后在大约80℃至100℃下干燥面釉浆。

随后进行面釉浆的焙烧过程19。为此，利用来自激光加工头的激光束照射缺陷部位。为此将热辐射装置移动到加工位置中。在此涉及脉冲驱动的Nd:YAG激光器，其具有1064nm的波长、10W至20W的激光功率和100ns的脉冲时长。

随后进行被处理的、经修补的缺陷的检验20。为此，热辐射装置返回到静止位置中。再次通过高压检查进行检验。如果重建均匀的层并且没有裂纹形成则检验成功21，该过程结束22。因此为了修复缺陷部位，即一次涂覆和一次照射，根据本发明的修复方法的一个流程就足够了。

如果检验不成功23，则必须重复根据本发明的修复方法24。在此，涂覆和照射也可以任意多次依相继地重复。这一直进行，直至检验成功21。

附图标记

1 搪瓷物件

2 缺陷部位

3 激光修复系统

4 枢转装置

5 热辐射装置

6 激光加工头

7 激光束

8 枢转装置的第一位置

9 枢转装置的第二位置

10 紧固件

11 平台

12 枢转臂

13 沿水平维度在xy方向上移动

14 探测缺陷部位

15 放置激光修复系统

16 激光器的对准

17 预处理

18 引入涂层材料

19 焙烧过程

20 检验

21 检验成功

22 过程结束

23 检验不成功

24 重复修复方法

Claims (14)

1.用于修复玻璃或玻璃陶瓷包覆层中的至少一个缺陷部位的方法，以及用于修复在金属基材或陶瓷基材表面上的缺陷部位的方法，其中玻璃或玻璃陶瓷包覆层设置在金属或陶瓷基材上，

其中该方法包括以下方法步骤：

·将釉料粉末或搪瓷釉浆作为涂层材料通过涂覆方法施加到所述至少一个缺陷部位上，

·去除突出的过量的涂层材料，

·干燥所施加的涂层材料，

·在热量输入的情况下焙烧所施加的涂层材料，包括以下步骤：

-通过激光照射进行第一聚焦的高能热输入，伴随与之相关的照射斑的熔化，

-进行第二散焦的低能热输入，伴随受控制的照射斑的连续冷却，其中所述第二散焦的低能热输入通过激光照射或感应地进行。

2.根据权利要求1或2所述的方法，其中该方法具有至少一个流程，其中根据缺陷部位和处理成效可以多次相继地重复使用各个方法步骤。

3.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，另外包括在施加涂层材料之前探测至少一个缺陷部位和/或在焙烧所施加的涂层材料之后检验所处理的至少一个缺陷部位，其特征在于，借助光学检查和/或电学检查进行所述探测和/或检查，其中

·所述光学检查包括视觉检查，并且

·所述电学检查包括根据DIN EN 14430的高压检查或根据DIN EN ISO 8289的低压检查。

4.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其还包括机械地和/或化学地和/或热地预处理所述至少一个缺陷部位。

5.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过脉冲式固体激光器在780nm至3μm的近红外范围内进行所述激光照射，其中所述固体激光器构造成Nd:YAG激光器，其脉冲时长为9ns至250ns，并且激光功率为5W至200W。

6.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过激光修复系统进行所述热量输入，其中在将涂层材料施加到玻璃或玻璃陶瓷包覆层上之前安装该激光修复系统，并且在焙烧玻璃或玻璃陶瓷包覆层之后将其卸下。

7.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层材料具有与具有所述至少一个缺陷部位的玻璃或玻璃陶瓷包覆层相同的特性，并且形成搪瓷釉浆或具有粒度为0.35至160μm的釉料粉末。

8.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述涂覆方法选自喷涂方法、涂抹方法、刮涂方法、浇铸方法、流涂方法、浸渍方法、丝网印刷方法和/或喷雾方法。

9.用于修复根据权利要求1至8中任一项所述的缺陷部位的激光修复系统，其包括至少一个可更换的枢转装置、可更换的热辐射装置以及能量供给单元，其特征在于，

·所述激光修复系统可拆卸地设置在玻璃上或玻璃陶瓷包覆层上，·所述热辐射装置可移动地且可拆卸地构造设置在所述枢转装置上，

·所述热辐射装置包括至少一个可更换的激光加工头和至少一个可更换的激光器，

·所述枢转装置具有用于定位热辐射装置的至少两个位置，其中第一位置相应于静止位置且第二位置相应于缺陷部位上方的加工位置。

10.根据权利要求9所述的激光修复系统，其特征在于，所述枢转装置具有至少两个枢转臂，在所述枢转臂上设置有平台，其中热辐射装置安装在该平台上，并且该平台被构造成通过枢转臂沿水平维度在xy方向上相对于搪瓷物件在所述第一与第二位置之间可移动。

11.根据权利要求9或10所述的激光修复系统，其特征在于，该激光修复系统通过至少一个安装在枢转装置的下侧的紧固件可拆卸地设置在玻璃或玻璃陶瓷包覆层上，其中枢转装置的下侧指向玻璃或玻璃陶瓷包覆层。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的激光修复系统，其还包括涂覆系统和/或预处理装置和/或探测系统。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的激光修复系统，其特征在于，在将涂层材料施加到至少一个缺陷部位上和/或去除突出的过量的涂层材料和/或干燥涂层材料和/或探测和/或检验和/或通过激光器预处理期间，所述激光加工头对准枢转装置的第一位置，并且在热量输入的情况下焙烧所施加的涂层材料和/或热预处理期间，所述激光加工头对准枢转装置的第二位置。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的用于修复缺陷部位的方法以及根据权利要求10至13中任一项所述的激光修复系统用于修复容器或储存器、房间的饰面、管道、铭牌、工业部件、日用品、蒸煮器、仪器以及隧道或地铁中的镶板中的缺陷部位的用途。

Images