一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法技术

本发明专利技术公开了一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，包括以下步骤：S1、修复前准备：对立辊表面进行清洗清理；S2、过渡层制备：准备过渡材料铁基粉末，然后对过渡层进行熔覆；S3、强化层制备：准备强化层材料铁基粉末，并对强化层进行熔覆；本发明专利技术的修复及强化方法流程简单，修复效率和修复质量高，立辊在修复后恢复原外径尺寸，最后熔覆的强化层具有优异的硬度、耐磨性能；本发明专利技术的修复层具有特有的螺旋线型结构这种具有起伏结构的修复层可以减小立辊与钢管的接触面积，降低热量传导，可以显著提高修复层的服役寿命，降低甚至消除服役中出现的粘钢现象，从而帮助企业提高无缝钢管的生产效率、降低生产成本，提高经济效益。效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法


[0001]本专利技术属于立辊激光熔覆
，具体涉及一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法。

技术介绍

[0002]无缝钢管市场竞争日益激烈，而降低生产成本、提升钢管质量和生产效率是钢管生产厂家提高市场竞争力、维持企业健康发展的关键所在。立辊是钢管生产线输送辊道中的关键部件之一，在生产服役中，立辊表面容易产生磨损、龟裂，甚至出现粘钢现象；针对上述问题，生产厂家通常采取停机检修，对立辊进行修磨或更换，但这势必会降低生产效率、增加生产成本；激光熔覆是一种先进的增材修复技术，它以激光为热源将金属粉末熔覆在工件表面上，使工件表面获得更优异的耐磨损、高硬度等性能，从而延长工件的服役寿命，达到延长使用寿命、提高生产效率、降低生产成本的目的。
[0003]目前立辊修复技术中仍存在以下问题：修复层硬度偏低，修复层与基体的结合强度较差，这些都会导致立辊在后期使用过程中修复层出现磨损、剥落的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，包括以下步骤：S1、修复前准备：对立辊表面进行清洗清理；S2、过渡层制备：准备过渡材料铁基粉末，然后对过渡层进行熔覆；S3、强化层制备：准备强化层材料铁基粉末，并对强化层进行熔覆；S4、耐磨层制备：准备强化层材料合金粉末，并对耐磨层进行熔覆；S5、修复后清理及检测：对修复加强后的立辊表面清理。
[0006]优选的，所述S1中清洗清理步骤包括：S11、清理立辊表面粘钢碎屑等杂质；S12、采用机械加工手段，将立辊外圆加工平整，测量并记录此时立辊的外径尺寸，确定修复量；S13、使用丙酮及酒精对立辊待修复面进行清洗，去除表面油污，用着色探伤法对工件加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等。
[0007]优选的，所述S1中清洗清理步骤包括：S11、室温下对输送辊加工表面进行除油、除锈；S12、用酒精清洗干净，用着色探伤法对工件加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等。
[0008]优选的，所述S2中过渡层制备为：采用铁基粉末和激光熔覆方式，立辊水平放置固定在旋转机构上，激光器沿立辊轴向从一端向另一端移动。
[0009]优选的，所述激光熔覆的激光功率为1500
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2500W，保护气为纯氩气，保护气流量15
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20L/min，搭接率50
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60%，送粉转速1.5
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2.5r/min，旋转机构的转速为3
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6r/min。
[0010]优选的，所述过渡层的熔覆层中每层厚度约为0.4
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0.8mm，根据S1中测量的立辊磨损量确定熔覆层数，确保过渡层熔覆后立辊外圆直径尺寸接近原直径尺寸。
[0011]优选的，所述S3中强化层制备为：用机械加工将立辊外圆表面加工平整，强化层熔覆使用相同成分的铁基粉末，采用激光熔覆。
[0012]优选的，所述强化层熔覆的激光功率为2000W，保护气为纯氩气，保护气流量15L/min，送粉转速2.2r/min，立辊转速为5r/min，激光器移动速度为10mm/min，搭接率约为20%。
[0013]优选的，所述耐磨层制备：采用同步送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，高功率聚焦激光束和自动送粉头沿热轧无缝钢管输送辊轴向进给，设定转速旋转，输送辊加工表面形成均匀致密的激光熔覆层。
[0014]优选的，所述激光功率为3800～4000W；聚焦矩形光斑尺寸：长*宽=（3.2～4.2）*（0.8～1.2）mm；扫描速度V＝200
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400mm/min；搭接率40～60％；涂层厚度：0.8～2.0mm。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的修复及强化方法流程简单，修复效率和修复质量高，立辊在修复后恢复原外径尺寸，最后熔覆的强化层具有优异的硬度、耐磨性能。
[0016]2.本专利技术的修复层具有特有的螺旋线型结构，这种具有起伏结构的修复层可以减小立辊与钢管的接触面积，降低热量传导，可以显著提高修复层的服役寿命，降低甚至消除服役中出现的粘钢现象，从而帮助企业提高无缝钢管的生产效率、降低生产成本，提高经济效益。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的步骤示意图；图2为本专利技术的熔覆过渡层后结构示意图；图3为本专利技术的熔覆强化截面结构示意图；图4为本专利技术的正视结构示意图。
实施方式
[0018]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例
[0019]请参阅图1至图4，本专利技术提供一种技术方案：一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，包括以下步骤：S1、修复前准备：对立辊表面进行清洗清理，S1中清洗清理步骤包括：
S11、清理立辊表面粘钢碎屑等杂质；S12、采用机械加工手段，将立辊外圆加工平整，测量并记录此时立辊的外径尺寸，确定修复量；S13、使用丙酮及酒精对立辊待修复面进行清洗，去除表面油污，用着色探伤法对工件加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等。；S2、过渡层制备：准备过渡材料铁基粉末，然后对过渡层进行熔覆；S2中过渡层制备为：采用铁基粉末和激光熔覆方式，立辊水平放置固定在旋转机构上，激光器沿立辊轴向从一端向另一端移动，过渡层熔覆所用的铁基粉末成分见表1：表1激光熔覆的激光功率为1800W，保护气为纯氩气，保护气流量15L/min，搭接率60%，送粉转速2.0r/min，熔覆开始前激光器位于立辊的一端，立辊被固定在旋转机构，转速为5r/min，熔覆开始后，立辊开始旋转，激光器沿立辊轴线方向向另一端移动，移动速度为6mm/min，搭接率约为50%。
[0020]每层熔覆结束后在立辊两端和中间位置测量最大外圆直径，以最小值为准，确定后续的熔覆层层数。过渡层一共进行四层熔覆，每层都以立辊同一端为起点，熔覆结束后外圆尺寸约为Φ99mm；S3、强化层制备：准备强化层材料铁基粉末，并对强化层进行熔覆，S3中强化层制备为：用机械加工将立辊外圆表面加工平整，强化层熔覆使用相同成分的铁基粉末，采用激光熔覆，强化层熔覆的激光功率为2000W，保护气为纯氩气，保护气流量15L/min，送粉转速2.2r/min，立辊转速为5r/min，激光器移动速度为10mm/min，搭接率约为20%；S5、修复后清理及检测：对修复加强后的立辊表面清理，用钢丝刷、锉刀等对修复后立辊表面进行清理、整形，然后进行无损探伤检测和硬度检测，修复后立辊表面质量良好，无裂纹缺陷，修复后立辊表面硬度达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、修复前准备：对立辊表面进行清洗清理；S2、过渡层制备：准备过渡材料铁基粉末，然后对过渡层进行熔覆；S3、强化层制备：准备强化层材料铁基粉末，并对强化层进行熔覆；S4、耐磨层制备：准备强化层材料合金粉末，并对耐磨层进行熔覆；S5、修复后清理及检测：对修复加强后的立辊表面清理。2.根据权利要求1所述的一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，其特征在于：所述S1中清洗清理步骤包括：S11、清理立辊表面粘钢碎屑等杂质；S12、采用机械加工手段，将立辊外圆加工平整，测量并记录此时立辊的外径尺寸，确定修复量；S13、使用丙酮及酒精对立辊待修复面进行清洗，去除表面油污，用着色探伤法对工件加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等。3.根据权利要求1所述的一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，其特征在于：所述S1中清洗清理步骤包括：S11、室温下对输送辊加工表面进行除油、除锈；S12、用酒精清洗干净，用着色探伤法对工件加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等。4.根据权利要求1所述的一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，其特征在于：所述S2中过渡层制备为：采用铁基粉末和激光熔覆方式，立辊水平放置固定在旋转机构上，激光器沿立辊轴向从一端向另一端移动。5.根据权利要求4所述的一种钢管输送辊道立辊激光熔覆修复及强化方法，其特征在于：所述激光熔覆的激光功率为1500
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2500W，保护气为纯氩气，保护气流量15
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20L/min，搭接率50
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【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，吴世品，戚厚军，向婷，王琳宁，李洋，谭娜，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：