一种小直径深孔的激光熔覆加工方法技术

本发明专利技术公开了一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步骤：整理清洁，保持加工件的深孔内壁的干净；预热处理；撤除预热装置开始测距定位；开始施焊，关闭光点器，开启激光灯，同时经过焊机枪头向深孔内壁上喷涂焊粉，通过激光产生的高温将焊粉熔焊在深孔内壁上以此形成熔覆层；进行后热保温处理；去应力处理；无损检测。本发明专利技术采用特殊改装过的内孔激光熔覆枪头，能够对中小孔径工件内壁进行熔覆堆焊，采用粉末合金的焊材型式，将粉末通过激光熔覆的方式进行内孔的堆焊，熔覆层与深孔内壁之间形成良好的冶金结合，熔覆层组织致密，热影响区小且稀释率低，熔覆材料具有选择多样性，可根据不同的工程需求设计不同的合金比例。比例。

【技术实现步骤摘要】
一种小直径深孔的激光熔覆加工方法


[0001]本专利技术涉及激光熔覆
，尤其涉及一种小直径深孔的激光熔覆加工方法。

技术介绍

[0002]激光熔覆亦称激光包覆，是一种小直径深孔的激光熔覆加工方法新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
[0003]现有工艺中，通过焊头现阶段激光熔覆技术只能熔覆大直径的管道，而对于中小直径的管道，主要是由于熔覆受到空间的限制，激光头难以进入管道中，实现过程复杂，耗费较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出了一种小直径深孔的激光熔覆加工方法。
[0005]本专利技术提出的一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步骤：S1：整理清洁，保持加工件的深孔内壁的干净；S2：预热处理，将预热装置的加热头伸入深孔内壁中，通过预热装置产生的高温将清洁时残留在深孔内壁上的清洁剂蒸发干，并对深孔的内壁进行预热，使内壁表面温度达到150至200℃；S3：撤除预热装置开始测距定位，将激光焊机的枪头上的滑动测距器贴靠在深孔口的外表壁上，开启焊机枪头上的监控探头，并开启光点器，将焊机枪头向深孔内部推进，通过视觉技术识别到光点器发出的光点位于深孔内壁上的加工标记位置时，激光焊机记录此时滑动测距器的读数，此数值作为加工焊接的深度数值，为后续焊接时带动加工件动作的仪器作为动作参数；S4：经过S3后，激光焊机的枪头位于焊接区域的端头处，开始施焊，关闭光点器，开启激光灯，同时经过焊机枪头向深孔内壁上喷涂焊粉，通过激光产生的高温将焊粉熔焊在深孔内壁上以此形成熔覆层；S5：后热处理，焊接结束后，采用保温材料覆盖在熔覆层表面或使用保温炉进行保温；S6：去应力处理，整体焊后热处理，温度为638℃
±
10℃，保温时间在3至6小时，升温/降温速度小于100℃/h，随炉空冷；S7：无损检测，PT检测熔覆层表面焊接缺欠状况，UT检测熔覆层内部质量状况。
[0006]作为本专利技术再进一步的方案：所述焊接过程中，由数控装置控制机械臂带动加工工件移动。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：所述焊机的枪头为弯头，枪头内部设置的反光镜用于改变光路，使得光路的出口指向深孔的内壁，改变后的光路与原光路间的夹角为90
°‑
150
°
，方便焊接。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述滑动测距器由滑动变阻器和接触片组成，接触片用于接触深孔外壁，滑动变阻器设置于焊机枪头外壁，接触片设置于滑动变阻器的滑动触头的外壁。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述监控探头用于实时拍摄并向显示器传输视频数据。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤S1中，使用干净布料将深孔内壁上的固体灰尘清除，再用清洁剂除去深孔内壁表面的油污，清理完孔内的清洁剂再使用除锈剂清除深孔内内壁表面的氧化层，最后再使用清洁布料将深孔内的除锈剂清除干净。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述S4步骤中施焊时，保持焊接层间温度小于300℃，激光功率为3KW至4KW，光源采用半导体器件，焊粉的送粉量为40至70g/min。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：焊接前以及焊接过程中，持续向深孔内通入保护气。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述光点器与激光器的出口为同一出口，点光器的光源为普通红色光源，用于指示激光器开启后将会指向的位置。
[0014]本专利技术中的有益效果为：采用特殊改装过的内孔激光熔覆枪头，能够对中小孔径工件内壁进行熔覆堆焊，采用粉末合金的焊材型式，将粉末通过激光熔覆的方式进行内孔的堆焊，熔覆层与加工基体的深孔内壁之间形成良好的冶金结合，熔覆层组织致密，热影响区小且稀释率低，熔覆材料具有选择多样性，可根据不同的工程需求设计不同的合金比例，以便于有效控制熔覆过程中熔覆层的组织与性能；通过设置的监控探头和点光器相互配合，便于通过视觉图像技术自动识别到提前设置的焊点标记位置，实现焊接的可预测性。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0016]在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于文档所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
[0017]在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
[0018]一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步骤：S1：整理清洁，保持加工件的深孔内壁的干净，有利于熔覆层在加工件的深孔内壁形成；S2：预热处理，将预热装置的加热头伸入深孔内壁中，通过预热装置产生的高温将清洁时残留在深孔内壁上的清洁剂蒸发干，并对深孔的内壁进行预热，使内壁表面温度达
到150至200℃；S3：撤除预热装置开始测距定位，将激光焊机的枪头上的滑动测距器贴靠在深孔口的外表壁上，开启焊机枪头上的监控探头，并开启光点器，将焊机枪头向深孔内部推进，通过视觉技术识别到光点器发出的光点位于深孔内壁上的加工标记位置时，激光焊机记录下此时滑动测距器的读数，此数值作为加工焊接的深度数值，为后续焊接时带动加工件动作的仪器作为动作参数；S4：经过S3后，激光焊机的枪头位于焊接区域的端头处，开始施焊，关闭光点器，开启激光灯，合金粉末（焊粉）经送粉气由同轴送粉枪头（焊机枪头），送入到激光束中，在距工件深孔内壁的20mm处聚焦，形成合金熔池，工件根据一定速度移动，形成轨迹熔池，在工件表面形成熔覆层，在焊接过程中采用水冷对激光焊机进行降温；S5：后热处理，焊接结束后，采用保温材料覆盖在熔覆层表面或使用保温炉进行保温；S6：去应力处理，整体焊后热处理，温度为638℃
±
10℃，保温时间在3至6小时，升温/降温速度小于100℃/h，随炉空冷；S7：无损检测，PT检测熔覆层表面焊接缺欠状况，UT检测熔覆层内部质量状况，焊接缺陷如气孔，未熔合，裂纹。
[0019]本专利技术中，焊接过程中，由数控装置控制机械臂带动加工工件移动。
[0020]本专利技术中，焊机的枪头为弯头，枪头内部设置的反光镜用于改变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，其特征在于，包括以下操作步骤：S1：整理清洁，保持加工件的深孔内壁的干净；S2：预热处理，将预热装置的加热头伸入深孔内壁中，通过预热装置产生的高温将清洁时残留在深孔内壁上的清洁剂蒸发干，并对深孔的内壁进行预热，使内壁表面温度达到150至200℃；S3：撤除预热装置开始测距定位，将激光焊机的枪头上的滑动测距器贴靠在深孔口的外表壁上，开启焊机枪头上的监控探头，并开启光点器，将焊机枪头向深孔内部推进，通过视觉技术识别到光点器发出的光点位于深孔内壁上的加工标记位置时，激光焊机记录此时滑动测距器的读数，此数值作为加工焊接的深度数值，为后续焊接时带动加工件动作的仪器作为动作参数；S4：经过S3后，激光焊机的枪头位于焊接区域的端头处，开始施焊，关闭光点器，开启激光灯，同时经过焊机枪头向深孔内壁上喷涂焊粉，通过激光产生的高温将焊粉熔焊在深孔内壁上以此形成熔覆层；S5：后热处理，焊接结束后，采用保温材料覆盖在熔覆层表面或使用保温炉进行保温；S6：去应力处理，整体焊后热处理，温度为638℃
±
10℃，保温时间在3至6小时，升温/降温速度小于100℃/h，随炉空冷；S7：无损检测，PT检测熔覆层表面焊接缺欠状况，UT检测熔覆层内部质量状况。2.根据权利要求1所述的一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，其特征在于，所述焊接过程中，由数控装置控制机械臂带动加工工件移动。3.根据权利要求1所述的一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，其特征在于，所述焊机的枪...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯俊明，
申请(专利权)人：豪利机械苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：