TWI792925B - 以雷射修護液壓缸的方法 - Google Patents
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Abstract
一種以雷射修護液壓缸的方法，包含一以非破壞性檢測確認一待修護區域上無物理缺陷的前置步驟、一預備步驟，及一作業步驟。該預備步驟是預備一作業雷射、一用以當作保護氣體的惰性氣體，及一用以供該作業雷射在該待修護區域上執行焊接的鐵基粉末焊料。該作業步驟是以該作業雷射熔融該鐵基粉末焊料，在該待修護區域上形成一修補焊層。該作業雷射有利於精確控制參數，並且據以克服傳統之電鍍無法達到的維修限度，得以進一步延長液壓缸的使用壽命。
Description
本發明是有關於一種維修液壓缸的方法，特別是指一種以雷射修護液壓缸的方法。
液壓缸在運作時會承受甚大壓力，因應不同的液壓油種類，也有可能造成特定塗層的腐蝕，因此使用一段時間後即需要進行修護，以將損壞的結構適度修補，才能確保液壓缸的正常運作。目前最常使用的修護方式為電鍍再生，主要是在液壓缸的特定元件上，以電鍍方式鍍上一定厚度的鉻鍍層，藉此達成修補的目的。然而，以電鍍方式鍍上的所述鉻鍍層，在厚度超過0.45毫米時就會有剝離的風險，將會導致設備作動異常，故在執行修護時勢必須要遵行此一厚度規範的情況下，若液壓缸所產生的損耗以達修護的厚度上限時，則必須報廢而無法續行修護，使用壽命也因而受限。
除此之外，雖然電鍍再生的工法上，尚有因應單純鍍鉻之不足而預先鍍鎳的作法，但若是因應更高壓之油壓液壓缸的修護時，在更高工作壓力的環境條件下，鍍鎳層的強度也會產生疑慮，可靠性也因而降低，勢必需要進一步提出更容易因應修護需求而精確控制，並能進一步提高液壓缸之使用壽命的修護方案。
因此，本發明之目的，即在提供一種有利於精確控制並能再延長液壓缸使用壽命之以雷射修護液壓缸的方法。
於是，本發明以雷射修護液壓缸的方法，包含一前置步驟、一預備步驟，及一作業步驟。
該前置步驟是以非破壞性檢測確認一待修護區域上無物理缺陷。
該預備步驟是預備一作業雷射、一用以當作保護氣體的惰性氣體，及一用以供該作業雷射在該待修護區域上執行焊接的鐵基粉末焊料。
該作業步驟是以該作業雷射熔融該鐵基粉末焊料，在該待修護區域上形成一修補焊層。
本發明之功效在於：由於該作業雷射能精確控制各種作業參數，相較於傳統之電鍍修護而言，更能精準控制修護的厚度，或者是修護組織的均勻度，確保以較穩定的合金比例，形成高鍵結強度的該修補焊層，因此確實能克服傳統之電鍍修護的限制，進一步延長該液壓缸的使用壽命。
參閱圖1，為本發明以雷射修護液壓缸的方法之一實施例，本實施例包含一前置步驟11、一預備步驟12、一作業步驟13，及一後續步驟14。要先說明的是，在本實施例中，可配合自動化機械來配合執行，例如轉台、機械手臂都是可選用的機構，藉此因應所欲修復之該液壓缸的不同規格、尺寸、型態，以達成自動化的作業。唯，前述自動化機械並非本發明所訴求的要點，故後續不再贅述。
該前置步驟11是以非破壞性檢測確認該液壓缸的一待修護區域上無物理缺陷。其中，所述的非破壞性檢測可以是採用例如影像辨識方式，或者也可以肉眼觀察該待修護區是否有裂痕、氣孔等等巨觀缺陷，以符合雷射焊接的品質需求。
該預備步驟12是預備一作業雷射、一用以當作保護氣體的惰性氣體，及一用以供該作業雷射在該待修護區域上執行焊接的鐵基粉末焊料。其中，該作業雷射為高功率二極體雷射，且較佳是配合使用氬氣，而該鐵基粉末焊料的成分以重量百分濃度計，含有15~22%的鉻、1~6%的鎳、1%以下的微量金屬，及剩餘比例的鐵所述微量金屬是選自鈦、鎂、鉬、鋁、釔、鉭，或上述的任意組合。在本實施例中，以重量百分濃度計，該鐵基粉末焊料的具體成分為18%的鉻、3%的鎳、0.01%的磷、0.005%的硫，而剩餘比例皆為鐵。
該作業步驟13中，透過該作業雷射為高功率二極體雷射的選用，使得該作業雷射的功率為2500瓦，而光斑徑寬為4.0毫米。接著配合自動化機械以及預先寫入之移動模式，焊接速度設定在每分鐘60公分，搭接率則為50%。只要以該作業雷射熔融該鐵基粉末焊料，即可在該待修護區域上形成一修補焊層。其中，該修補焊層的厚度可為0.5~4.0毫米，即若是該待修護區域的損壞程度，尚在該修補焊層可達成的厚度，則可因應修護。
最後，該後續步驟14包括一對該修補焊層執行研磨拋光而至特定尺寸的加工子步驟141，及一藉由非破壞性檢測確認該修補焊層是否有缺陷的確認子步驟142。在該加工子步驟141中，主要是避免該修補焊層的不平整，影響到該液壓缸的既有尺寸、規格；而該確認子步驟142中，則是再執行一次檢測，確認是否有龜裂、融合不良等等的焊接缺陷，藉此進一步確保修護品質。
綜上所述，本發明以雷射修護液壓缸的方法，由於該作業雷射能精確控制功率、焊接速度、光斑大小、搭接率等等的作業參數，只要藉此配合該鐵基粉末焊料，相較於傳統之電鍍修護而言，更能精準控制修護的厚度，或者是修護組織的均勻度，確保以較穩定的合金比例，形成高鍵結強度的該修補焊層，因此確實能克服傳統之電鍍修護的限制，進一步延長該液壓缸的使用壽命。因此，確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11:前置步驟
12:預備步驟
13:作業步驟
14:後續步驟
141:加工子步驟
142:確認子步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一方塊流程圖，說明本發明以雷射修護液壓缸的方法之一實施例。
11:前置步驟
12:預備步驟
13:作業步驟
14:後續步驟
141:加工子步驟
142:確認子步驟
Claims (6)
- 一種以雷射修護液壓缸的方法，包含：一前置步驟，以非破壞性檢測確認該液壓缸上的一待修護區域上無物理缺陷；一預備步驟，預備一作業雷射、一用以當作保護氣體的惰性氣體，及一用以供該作業雷射在該待修護區域上執行焊接的鐵基粉末焊料；及一作業步驟，該作業雷射的功率為2000~4000瓦、焊接速度為每分鐘40~120公分、光斑徑寬為1.6~6.0毫米，且搭接率為30~70%，以該作業雷射熔融該鐵基粉末焊料，在該待修護區域上形成一修補焊層。
- 如請求項1所述以雷射修護液壓缸的方法，其中，在該作業步驟中，該修補焊層的厚度為0.5~4.0毫米。
- 如請求項1所述以雷射修護液壓缸的方法，其中，在該預備步驟中，該鐵基粉末焊料的成分以重量百分濃度計，含有15~22%的鉻、1~6%的鎳，及剩餘比例的鐵。
- 如請求項3所述以雷射修護液壓缸的方法，其中，該鐵基粉末焊料以重量百分濃度計還含有1%以下的微量金屬，所述微量金屬是選自鈦、鎂、鉬、鋁、釔、鉭，或上述的任意組合。
- 如請求項1所述以雷射修護液壓缸的方法，還包含一在該作業步驟之後的後續步驟，其中，該後續步驟包括一對該修補焊層執行研磨拋光的加工子步驟，及一藉由非破壞性檢測確認該修補焊層是否有缺陷的確認子步驟。
- 如請求項1所述以雷射修護液壓缸的方法，其中，在該預備步驟中，所預備的該作業雷射為高功率二極體雷射。
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| CN102021569A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-04-20 | 昆明理工大学 | 缸套的激光熔敷修复方法 |
| CN111826650A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-27 | 包头市宏正机械科技有限公司 | 一种激光熔覆复合粉末及熔覆方法 |
| CN113981440A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 马鞍山马钢电气修造有限公司 | 一种高压塞泵柱塞杆表面改性技术修复方法 |
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