CN1392022A - 激光快速修复烟机主轴损伤区方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炼油厂烟机主轴损伤部位的一种修复方法。针对现有技术对烟机主轴损伤部位修复难的问题,发明了一种新方法,其特征是采用三维五连动数控机床,将修复的主轴卡固在三维空间内,且沿X向转动,激光束沿Y、Z向移动;激光束光斑为Φ4.8~5.5mm,功率密度≥2.0×105W/cm2,功率为2000~4000W。熔铸材料可为粉剂、线材或板材。特点是修复精度高,速度快,成本低。在机修行业中,可广泛应用。
Description
本发明属于炼油厂烟机主轴损伤部位的一种快速修复方法。
炼油厂催化裂化装置中的烟机,主轴采用AISI1040钢材料制造,几何尺寸精度及技术性能指标要求十分严格。由于主轴长期在热腐蚀环境中运转,轴径部分锈蚀严重。采用机械加工减少轴径尺寸降低等级,主轴的强度及持久寿命指标也随着下降,而采用氧炔焊法、弧焊法、埋弧焊法、氩弧焊法等热熔焊修复方法,主轴基体受热影响区大,容易损伤和变形,降低主轴强度指标。因此,传统工艺方法均满足不了修复此类主轴的技术要求。
本发明的目的,是针对烟机主轴损伤区修复困难的技术课题,发明了一种利用激光快速修复损伤区的新方法,使主轴局部损伤区域的几何尺寸形态、基体强度和使用寿命快速复原;并提高主轴损伤区修复后的抗高温、抗腐蚀及抗磨损性能。
一种激光快速修复烟机主轴损伤区方法,包括主轴磨损区的无损检测、评估、预处理、送料、激光熔铸等工序,其特征在于:
a.采用三维坐标五连动数控机床进行激光熔铸修复,主轴在三维空间中,沿X方向径向转动,激光束沿Y、Z方向移动;控制激光束沿主轴径局部损伤区域轴向直线扫描,仿形移动,激光束对主轴损伤区,可实施单线或多道搭接线扫描;
b.高能量、高密度激光束为Φ4.8~5.5mm的圆形或椭圆形光斑,激光功率密度≥2.0×105W/cm2,激光功率2000~4000W;
c.激光熔铸层材料,按主轴材质不同,可以选用粉剂,更可以选用φ0.2~1.0mm的线材和厚度为δ0.2~0.8mm的板材;
d.送料方式可以采用常规的平面预置,更可以采用超音速涂层同步送料方法。
本发明的积极效果是:自动化程度高,容易操作,修复速度快。主轴损伤区基体在修复过程中,受热面积小,无热应力变形;可以有效地提高损伤区修复后的硬度及强度,是烟机主轴损伤修复的一种先进方法,也适用于各种转动轴类损伤工件的修复,具有很大的经济价值和社会效益。
实施例1
石化炼油厂催化裂化装置能量回收机组中,YLII-6000A型烟机主轴轴径严重磨损,最深处1.5~2.0mm;副推力面磨损0.3mm,轴径油封处有环沟状磨损,深度1.0mm。采用三维坐标五连动数控机床进行激光熔铸修复,使主轴固定于三维空间中,并沿X向转动,激光束沿Y、Z向移动,再通过形状尺寸磨修、缺陷修复、抛光和动平衡一整套激光熔铸修复工艺,对主轴进行修复重建;激光熔铸功率密度为2.0×105W/cm2,功率2000~2300W,光斑Φ5.0~5.5mm,多道搭接线式扫描;采用与基体材质相类似的板材,厚度为δ0.2材料,同步送料,主轴旋转,激光束沿损伤区轴径圆周扫描。熔铸层达到尺寸要求后,测定硬度提高HRC7~10,实践证明:经激光熔铸方法修复的主轴,在原工况环境下长期运转一年半时间,完全达到预期性能指标,用户非常满意。
实施例2
某石油六厂所使用的烟机主轴,严重损伤,现予以修复,采用方法如下。
将损伤主轴卡固于五连动数控机床的三维空间内,主轴沿X向转动,激光束沿Y、Z方向移动,激光束功率密度为2.0×106W/cm2,功率为2200~2500W,光斑Φ4.8~5.2mm,单线局部全方位仿形移动扫描;熔铸材料采用Φ0.3mm线材;熔铸层达到尺寸要求后,经磨修、抛光等工序后,再经动检测合格后,修复工艺即结束。经用户试用,效果良好。
Claims (1)
1.一种激光快速修复烟机主轴损伤区方法,包括主轴磨损区的无损检测、评估、预处理、送料、激光熔铸等工序,其特征在于:
a.采用三维坐标五连动数控机床进行激光熔铸修复,主轴在三维空间中,沿X方向径向转动,激光束沿Y、Z方向移动;控制激光束沿主轴径局部损伤区域轴向直线扫描,仿形移动,激光束对主轴损伤区,可实施单线或多道搭接线扫描;
b.高能量、高密度激光束为Φ4.8~5.5mm的圆形或椭圆形光斑,激光功率密度≥2.0×105W/cm2,激光功率2000~4000W;
c.激光熔铸层材料,按主轴材质不同,可以选用粉剂,更可以选用φ0.2~1.0mm的线材和厚度为δ0.2~0.8mm的板材;
d.送料方式可以采用常规的平面预置,更可以采用超音速涂层同步送料方法。
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