一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺制造技术

本发明专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，不仅厚度可控，而且一次成型即能达到要求厚度，提高了生产效率和产品性能；采用同轴送粉的方式，也就是合金粉末直接送入熔池，这样可以减少喷涂控制不均导致合金化后厚度不一致，同时取消喷涂后的自然风干步骤，节约了加工时间，材料，提高了生产效率。采用激光熔覆的方式，一次成型能达到0.3mm～1.0mm，并且能多层重复合金化，厚度可控，大大提升表面硬度和韧性，采用柔性机器人与激光器联动的一键启动的方式进行合金化，杜绝激光束在生产点的停留时间，本发明专利技术粉末利用氩气通过管路直送激光熔池，在熔池周围设有保护气体装置，用以保护粉末熔覆过程不被氧化。

A Laser Repair Technology for Railway Track Surface Strengthening

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺
本专利技术一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，涉及铁路轨道表面强化、修复领域，具体涉及一种高硬度、高韧性铁路轨道表面修复工艺。
技术介绍
铁道钢轨在使用一段时间后，因车轮滚动会出现磨损情况，尤其是高铁对应的铁轨，磨损周期进一步缩短，由于更换铁轨成本巨大，通过对铁轨的修复达到铁轨能正常使用的目的，但是，目前的修复均对应的是铁轨的整个顶面，而铁轨被磨损的部位通常只是铁轨的顶面内半侧和侧面上侧，因此存在顶面浪费材质及侧面修复不到位的情况。专利号为201711122760.X的一种铁路钢轨激光强化合金化方法中采用的是喷涂合金化方式，即用喷枪将调配好的合金化涂料，均匀地喷涂在钢轨试件需要强化的表面，然后用自然风或者风扇吹干，合金化后厚度不一致，而且风干过程增加了加工时间。另外合金涂料在铁轨表面喷涂的涂层只有0.05～0.5mm（最高0.5mm），而且需要多层重复合金化，进一步给厚度控制增加了技术难度。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，不仅厚度可控，而且一次成型即能达到要求厚度，提高了生产效率和产品性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，按下述步骤实施：第一步：清洁钢轨表面；对钢轨表面锈迹进行清理，除锈除污；第二步：备料；准备合金粉末和激光焊机备用；第三步：准备焊接；采用同步式激光熔覆，即将合金粉末直接送入熔池，将激光焊机的焊枪对准钢轨被焊接的部位，该焊接部位为钢轨的顶面内半侧和侧面上侧，即该焊接部位为钢轨与车轮接触的部位；第四步：焊接过程：通过控制焊枪在焊接部位步进式往复移动，根据焊接部位的受损情况确定焊接的厚度，而焊接的厚度根据激光焊机的功率和焊枪移动的速度决定；第五步：焊接结束；当焊接厚度达到需要焊接的厚度时，停止焊接即可，无需冷却凝固。所述焊枪在焊接过程中一次成型厚度能达到0.3mm～1.0mm，并且能多层重复合金化，厚度可控。所述合金粉末的成分百分比为：C：1%～2.5%Cr：4%～7%NI：1.5%～3%Ti：0.5%～1%W：10%～15%Fe：50%～75%其它微量成分：7%～11%。所述激光焊机为柔性机器人与激光器联动设备，且能通过一键启动的方式进行合金化，杜绝激光束在生产点的停留时间。所述合金粉末利用氩气通过管路直送激光熔池，在熔池周围设有保护气体装置，用以保护粉末熔覆过程不被氧化。所述合金粉末的粒度为100mu～180mu。通过所述焊枪焊接而成的强化层硬度为60HRC～65HRC。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术采用同轴送粉的方式，也就是合金粉末直接送入熔池，这样可以减少喷涂控制不均导致合金化后厚度不一致，同时取消喷涂后的自然风干步骤，节约了加工时间，材料，提高了生产效率。采用激光熔覆的方式，一次成型能达到0.3mm～1.0mm，并且能多层重复合金化，厚度可控，大大提升表面硬度和韧性。采用柔性机器人与激光器联动的一键启动的方式进行合金化，杜绝激光束在生产点的停留时间。本专利技术粉末利用氩气通过管路直送激光熔池，在熔池周围设有保护气体装置，用以保护粉末熔覆过程不被氧化。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术的焊接部位示意图。图中：1为顶面内半侧、2为侧面上侧。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，按下述步骤实施：第一步：清洁钢轨表面；对钢轨表面锈迹进行清理，除锈除污；第二步：备料；准备合金粉末和激光焊机备用；第三步：准备焊接；采用同步式激光熔覆，即将合金粉末直接送入熔池，将激光焊机的焊枪对准钢轨被焊接的部位，该焊接部位为钢轨的顶面内半侧1和侧面上侧2，即该焊接部位为钢轨与车轮接触的部位；第四步：焊接过程：通过控制焊枪在焊接部位步进式往复移动，根据焊接部位的受损情况确定焊接的厚度，而焊接的厚度根据激光焊机的功率和焊枪移动的速度决定；第五步：焊接结束；当焊接厚度达到需要焊接的厚度时，停止焊接即可，无需冷却凝固。所述焊枪在焊接过程中一次成型厚度能达到0.3mm～1.0mm，并且能多层重复合金化，厚度可控。所述合金粉末的成分百分比为：C：1%～2.5%Cr：4%～7%NI：1.5%～3%Ti：0.5%～1%W：10%～15%Fe：50%～75%其它微量成分：7%～11%。所述激光焊机为柔性机器人与激光器联动设备，且能通过一键启动的方式进行合金化，杜绝激光束在生产点的停留时间。所述合金粉末利用氩气通过管路直送激光熔池，在熔池周围设有保护气体装置，用以保护粉末熔覆过程不被氧化。所述合金粉末的粒度为100mu～180mu。通过所述焊枪焊接而成的强化层硬度为60HRC～65HRC。本专利技术采用同轴送粉的方式，也就是合金粉末直接送入熔池，这样可以减少喷涂控制不均导致合金化后厚度不一致，同时取消喷涂后的自然风干步骤，节约了加工时间，材料，提高了生产效率。采用激光熔覆的方式，一次成型能达到0.3mm～1.0mm，并且能多层重复合金化，厚度可控，大大提升表面硬度和韧性。本专利技术采用柔性机器人与激光器联动的一键启动的方式进行合金化，杜绝激光束在生产点的停留时间。本专利技术粉末利用氩气通过管路直送激光熔池，在熔池周围设有保护气体装置，用以保护粉末熔覆过程不被氧化。上面结合实施例对本专利技术作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下作出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，其特征在于，按下述步骤实施：第一步：清洁钢轨表面；对钢轨表面锈迹进行清理，除锈除污；第二步：备料；准备合金粉末和激光焊机备用；第三步：准备焊接；采用同步式激光熔覆，即将合金粉末直接送入熔池，将激光焊机的焊枪对准钢轨被焊接的部位，该焊接部位为钢轨的顶面内半侧和侧面上侧，即该焊接部位为钢轨与车轮接触的部位；第四步：焊接过程：通过控制焊枪在焊接部位步进式往复移动，根据焊接部位的受损情况确定焊接的厚度，而焊接的厚度根据激光焊机的功率和焊枪移动的速度决定；第五步：焊接结束；当焊接厚度达到需要焊接的厚度时，停止焊接即可，无需冷却凝固。

【技术特征摘要】
1.一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，其特征在于，按下述步骤实施：第一步：清洁钢轨表面；对钢轨表面锈迹进行清理，除锈除污；第二步：备料；准备合金粉末和激光焊机备用；第三步：准备焊接；采用同步式激光熔覆，即将合金粉末直接送入熔池，将激光焊机的焊枪对准钢轨被焊接的部位，该焊接部位为钢轨的顶面内半侧和侧面上侧，即该焊接部位为钢轨与车轮接触的部位；第四步：焊接过程：通过控制焊枪在焊接部位步进式往复移动，根据焊接部位的受损情况确定焊接的厚度，而焊接的厚度根据激光焊机的功率和焊枪移动的速度决定；第五步：焊接结束；当焊接厚度达到需要焊接的厚度时，停止焊接即可，无需冷却凝固。2.根据权利要求1所述的一种用于铁路轨道表面强化的激光修复工艺，其特征在于，所述焊枪在焊接过程中一次成型厚度能达到0.3mm～1.0mm，并且能多层重复合金化，厚度可控。3.根据权利要求1所述的一种用于铁路轨道表面强化的激光修...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓翔，徐鸿林，李英男，徐翔，周康杰，冯珂，周颉，
申请(专利权)人：上海乾岳投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31