[发明专利]一种使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种激光熔覆方法，特别是涉及一种可靠的、适用性广的使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆的方法，属于IPC国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域。

背景技术：

在目前的焊接工艺中，如电焊、氩弧焊等传统焊接工艺都有一些无法解决的问题。比如：从材料学角度，母材的热影响区很大，导致焊接后从焊缝向母材内部形成一个很深的相变区，在该区域极易形成一些粗大的晶体组织(如：魏氏体等)，而这些组织很容易引起裂纹等缺陷的产生，从而破坏母材的整体力学性能，导致工件损坏或使用寿命变短；从机械装配的角度，工件会不可避免的产生大的热变形，而恢复工件原设计标准十分困难或根本不可能恢复原标准，导致工件使用效能下降或直接报废等问题。

而激光熔覆作为一种先进的再制造技术，随着激光器功率和稳定性的不断提高，得到了迅速推广和广泛应用。由于激光熔覆的独特的快热快冷的微型冶炼特征，其突出的特点便是母材热影响区很小，且工件基本无热变形。因此，激光熔覆解决了许多常规方法很难加工或无法加工的问题，为产品再制造提供了一种技术独特、先进有效的方法。

但是，激光熔覆由于其自身的工艺特点，导致目前的焊料以各种合金粉末为主。而使用合金粉末的问题在于合金粉末的制备成本较高且利用率不高，使得目前激光熔覆的成本较高。因此，能够有效解决激光熔覆成本问题的使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆完成设备部件进行修复或防腐工艺，必将拥有广泛的市场前景。

经本申请人检索查证：使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆完成设备部件进行修复或防腐工艺，国内尚无先例，国外也没有见到相关报道。因此，寻找出适当的使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆完成设备部件进行修复或防腐的工艺，仍需所属领域的技术人员进一步作出创造性的研究工作。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种可靠的、具有适用性的使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆的方法。该方法使用焊丝作为激光熔覆的焊料，既利用了激光熔覆的的优良性能又解决了使用合金粉末带来的高成本问题，有效的降低了成本，极大的推动了激光熔覆技术的发展，应用前景极其广阔。

本发明给出的技术方案是：这种使用激光熔覆焊丝进行激光熔覆的方法，其特点是

1.焊丝在进入熔池前匀速穿过高频感应线圈进行预热，保证焊丝预热均匀，激光熔覆不同于传统的手工堆焊方式，是一个连续的不间断过程，因此焊丝必须在运动中进行预热，且要保证焊丝预热均匀；

2.在激光熔覆过程中，焊丝在预热状态下进入熔池，预热温度为：100～800℃，以使焊丝进入熔池时自身已经携带大量的能量，在熔化的过程中不会再从光斑吸收大量的能量，使光斑能够充分熔化母材表面形成熔池，让焊丝与母材充分冶炼从而形成冶金结合。而且，预热使焊丝变软，更容易进入面积较小的熔池，从而保证熔覆层的成型性能；

3.在碳素钢、结构钢、调质钢和不锈钢等材质的零部件上，熔覆铁基合金材料制成的焊丝的熔覆工艺参数是：功率：1800～3800W，焦距：320～400mm，光斑直径：3～6mm，扫描速度：240～600mm/min，送丝速度：600～1000mm/min；

在熔覆操作中采用的设备：2000～5000W横流连续CO₂激光器、自动送丝机、高频感应炉。

在上述技术方案的激光熔覆中采用的设备：2000～5000W横流连续CO₂激光器、自动送丝机、高频感应炉均为现有本行业的通用专业设备。

在上述技术方案的激光熔覆中使用激光熔覆焊丝，是采用现有激光熔覆的合金材料制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用焊丝作为激光熔覆的焊料，既利用了激光熔覆的的优良性能又解决了使用合金粉末带来的高成本问题，有效的降低了成本，极大的推动了激光熔覆技术的发展，应用前景极其广阔。

具体实施方式：

实施例1：

本实施方式选用的母材为卷板机助卷辊(42CrMo)。辊表面用砂轮磨削加工，表面粗糙度Ra＝0.5μm，熔覆前用丙酮清洗干净。选定送丝速度800mm/min，预热温度为500℃，调整送丝机和高频感应设备到工作状态。熔覆铁基合金材料制成的焊丝的熔覆工艺参数是：功率：1800～3800W，焦距：320～400mm，光斑直径：3～6mm。

经激光熔覆，得到的熔覆层厚度在1mm左右，熔覆层表面平整，无裂纹、气孔等缺陷，熔覆层与母材结合为冶金结合，综合性能良好。

实施例2：