基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法及装置，包括：设置激光器和喷枪的参数；控制所述激光器和所述喷枪按照预设路径移动，并控制所述激光器向高压隔离开关表面发射激光，控制所述喷枪在所述激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述高压隔离开关表面上形成涂层；其中，所述参数包括：所述喷枪的喷涂距离为5～32mm，所述喷枪和所述激光器的扫描速度均为5～30mm/s，所述激光器的功率为0～2000W。本发明专利技术可以快速对高压隔离开关表面进行修复强化，显著改善高压隔离开关的氧化、触头表面变黑、锈蚀、裂纹、镀层脱落等问题，获得高质量的涂层。获得高质量的涂层。获得高质量的涂层。

【技术实现步骤摘要】
基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法及装置


[0001]本专利技术涉及高压隔离开关表面修复
，尤其涉及一种基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电力系统容量的持续增加，隔离开关正在向高电压、大容量、小型化方向发展。而电力系统中保有量最大的设备
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隔离开关的正常运行对电力系统的稳定运行具有非常关键的作用。
[0003]高压隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压开关设备。目前变电站大部分使用的高压隔离开关仍为敞开式，触头多在户外，运行条件恶劣，大部分组件基本裸露，长期受到外界环境和气候的影响，因此在隔离开关长期运行的情况下容易出现不同程度的氧化、触头表面变黑、锈蚀、裂纹、镀层脱落、触头变形等情况，造成触头接触电阻过大、发热影响触头工作性能，继而影响整个线路的可靠性供电和电网的安全稳定运行。
[0004]目前，常用的金属材料表面修复和改性技术包括激光熔覆、热喷涂(火焰喷涂、等离子喷涂、高速氧燃料火焰喷涂等)、冷喷涂、化学/物理气相沉积、电镀等。
[0005]激光熔覆和热喷涂属于高热输入技术，在涂层制备过程中需要将基体材料和涂层材料熔化，热影响大，会导致材料相变、分解、氧化等不良影响，此外，Cu基材料对激光具有较高的反射率，因此采用激光熔覆不适宜在Cu基材料表面进行改性。冷喷涂是一种依靠材料塑性变形实现沉积的低热输入技术，可以有效避免上述的热致不良影响，但其结合强度以及致密性不如激光熔覆涂层。化学/物理气相沉积制备涂层效率较低，涂层厚度有限。电镀则存在污染环境、镀层与基体结合力差等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法及装置，以解决现有技术高压隔离开关修复过程中存在的涂层致密性较差、涂层结合强度不高、修复范围小和修复效率低等问题。
[0007]第一方面，提供一种基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法，包括：
[0008]设置激光器和喷枪的参数；
[0009]控制所述激光器和所述喷枪按照预设路径移动，并控制所述激光器向高压隔离开关表面发射激光，控制所述喷枪在所述激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述高压隔离开关表面上形成涂层；
[0010]其中，所述参数包括：所述喷枪的喷涂距离为5～32mm，所述喷枪和所述激光器的扫描速度均为5～30mm/s，所述激光器的功率为0～2000W。
[0011]第二方面，提供一种应用于如第一方面实施例所述的基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法的高压隔离开关表面修复强化装置，包括：修复强化组件，所述修复强化组件包括：底板、工作台、横向支撑架、竖向支撑架、延伸架、安装轴、喷枪和激光器；
[0012]所述工作台可前后移动地设置在所述底板上，所述横向支撑架固定设置在所述底板上，并与所述底板隔有间距，所述竖向支撑架可左右移动地设置在所述横向支撑架上，所述延伸架的一端可上下移动地设置在所述竖向支撑架上，所述延伸架的另一端连接所述安装轴，所述喷枪和所述激光器可转动地连接所述安装轴。
[0013]这样，本专利技术实施例是一种无污染的环保型表面修复技术，可以快速对高压隔离开关表面进行修复强化，显著改善高压隔离开关的氧化、触头表面变黑、锈蚀、裂纹、镀层脱落等问题，获得高质量的涂层；能够实现不同材料的涂层连续多层搭接，多层涂层之间结合强度高，性能优越；还能够实现不同喷涂面的多道同时喷涂，喷涂作业面广，效率显著提高；该装置能够快速实现喷涂方式的转变，其灵活多变的工作方式适合多变的工件表面。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本专利技术实施例的基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法的流程图；
[0016]图2是本专利技术实施例的不同喷涂距离下制备的涂层截面形貌示意图，其中，(a)10mm；(b)15mm；(c)20mm；
[0017]图3是本专利技术实施例的不同扫描速度下制备的涂层截面形貌示意图，其中，(a)10mm/s；(b)20mm/s；(c)30mm/s；
[0018]图4是本专利技术实施例的不同激光器的功率下制备的涂层截面形貌示意图，其中，(a)400W；(b)600W；(c)800W；(d)1000W；
[0019]图5是本专利技术实施例的涂层的厚度和宽度随激光器的功率的变化规律示意图；
[0020]图6是本专利技术实施例的不同激光器的功率下制备的涂层表面形貌示意图，其中，(a，b)400W；(c，d)600W；(e，f)800W；(g，h)1000W；
[0021]图7是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的修复强化组件的立体图；
[0022]图8是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的修复强化组件的俯视图；
[0023]图9是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的修复强化组件的侧视图；
[0024]图10是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的喷枪和激光器的立体图一；
[0025]图11是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的喷枪和激光器的立体图二；
[0026]图12是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的立体图一；
[0027]图13是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的立体图二；
[0028]图14是本专利技术实施例的隔离开关表面修复强化装置的作业示意图；
[0029]图15是图14中A处的放大图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发
明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术实施例公开了一种基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法。具体的，如图1所示，该方法包括如下的步骤：
[0032]步骤S1：设置激光器和喷枪的参数。
[0033]其中，参数包括：喷枪的喷涂距离为5～32mm，喷枪和激光器的扫描速度均为5～30mm/s，激光器的功率为0～2000W。激光器的参数可根据需软化的材质确定。
[0034]步骤S2：控制激光器和喷枪按照预设路径移动，并控制激光器向高压隔离开关表面发射激光，控制喷枪在激光器照射后的位置喷涂粉末以在高压隔离开关表面上形成涂层。
[0035]高压隔离开关的材质一般为铜锆合金。激光器用于预热软化基体，喷枪用于喷涂，在预热软化后的基体上喷涂更有利于涂层与基体的结合。在预设路径上，激光器发射的光斑位于喷枪喷涂的粉斑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超音速激光沉积的隔离开关表面修复强化方法，其特征在于，包括：设置激光器和喷枪的参数；控制所述激光器和所述喷枪按照预设路径移动，并控制所述激光器向高压隔离开关表面发射激光，控制所述喷枪在所述激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述高压隔离开关表面上形成涂层；其中，所述参数包括：所述喷枪的喷涂距离为5～32mm，所述喷枪和所述激光器的扫描速度均为5～30mm/s，所述激光器的功率为0～2000W。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光器包括：第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述喷枪包括：第一喷枪、第二喷枪和第三喷枪；所述第一激光器用于向所述高压隔离开关表面发射激光形成光斑，所述第一喷枪用于在所述第一激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述高压隔离开关表面上形成第一层涂层；所述第二激光器用于向所述第一层涂层发射激光形成光斑，所述第二喷枪用于在所述第二激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述第一层涂层上形成第二层涂层；所述第三喷枪用于向所述第二层涂层发射激光形成光斑，所述第三喷枪用于在所述第三激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述第二层涂层上形成第三层涂层；其中，所述第一喷枪的喷涂距离为5～30mm，所述第一激光器的功率为0～1000W；所述第二喷枪的喷涂距离为6～31mm，所述第二激光器的功率为0～1500W；所述第三喷枪的喷涂距离为7～32mm，所述第三激光器的功率为0～2000W。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光器包括：第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述喷枪包括：第一喷枪、第二喷枪和第三喷枪；并排设置的所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器用于同时照射所述高压隔离开关表面，并排设置的所述第一喷枪、所述第二喷枪和所述第三喷枪用于分别在所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器照射后的位置喷涂粉末以在所述高压隔离开关表面上同时形成三道涂层。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，邹洪森，田凯，马磊，蒋超伟，姚建华，李波，张群莉，罗准，
申请(专利权)人：浙江工业大学国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：