[发明专利]一种海水循环泵主轴的修复方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种海水循环泵主轴的修复方法，属于材料技术领域。 

背景技术

    由于机械密封磨损、海水腐蚀等原因，核电站海水循环泵的使用寿命一般为5~7年，此时海水循环泵的主轴尤其被腐蚀的严重，导致尺寸精度达不到要求进而影响核电站的稳定运行，在此种情况下，一是购买新泵替换原来的泵，此种成本很高，而且交货期一般为6~12个月，二是对海水循环泵的主轴进行修复。 

传统的修复方法有氩弧焊、埋弧自动焊、热喷涂、等离子喷涂等。氩弧焊、埋弧自动焊由于热输入太大，容易导致零件变形等问题，从而造成材料性能下降。而热喷涂、等离子喷涂技术由于基体材料和表面涂层结合力不够，将会降低零件的耐磨性。经过工厂的使用，发现采用热喷涂、等离子喷涂技术修复的核电海水循环泵主轴的使用寿命一般为3~6个月，最多勉强使用12个月，此时主轴已严重磨损。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用大功率激光熔覆技术修复海水循环泵主轴的方法。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为： 

一种海水循环泵主轴的修复方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）对主轴损伤部位进行无损检测，并测量主轴的金属成分，加工去除主轴的受损部分，并根据测量的主轴金属成分配置金属粉末，所述金属粉末包括底层金属粉末和表层金属粉末；

（2）采用激光焊接的方式分别将底层金属粉末和表层金属粉末熔覆至主轴的受损部位；

（3）激光焊接后对主轴表面的熔覆层采用回火焊道技术处理；

（4）对激光熔覆完成后的主轴进行退火处理；

（5）对退火处理后的主轴进行加工得到所需尺寸的主轴。

其中，步骤（2）中所述激光焊接前需要对主轴进行预热处理，所述预热温度为100~200℃。 

其中，步骤（2）中所述激光焊接是指采用激光器发出的激光对主轴进行连续激光焊接扫描，该激光器功率为4~6kw。 

其中，所述激光焊接的保护气体为氩气。 

其中，步骤（2）中所述金属粉末采用盘式送粉器输送，并采用同轴喷嘴，送粉速率为3~6kg/hr，送粉气体为氩气。      

有益效果：本发明提供的修复方法与传统的修复方法相比，激光熔覆方法有如下技术优点：熔覆金属与基材的稀释率最小，典型的稀释率小于5%；对基材的热输入小，从而减小材料变形和残余应力；高冷却速率可以获得更细的晶粒结构，进而提高材料的力学性能；涂层与基材结合好，组织致密。另外，本发明提供的修复方法能有效的缩短主轴零件的修复周期，根据主轴的金属成分配置两种金属粉末，能同时满足熔覆层的结合性和耐磨性的要求，在激光焊接后主轴的表面熔覆层采用回火焊道技术，能降低熔覆层的残余应力，提高主轴的力学性能，进而提高主轴的使用寿命，采用盘式送粉器和同轴喷嘴提高了加工工艺的稳定性，有效的提高了主轴修复的效率，采用氩气保护，减少了金属粉末的氧化层，进而提高了主轴的力学性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 

  

实施例1

一种海水循环泵主轴的修复方法，所述方法包括如下步骤：

（1）采用超声波探伤或涡流探伤对主轴进行无损检测，并对检测后的主轴进行切屑加工，将主轴的受损部分去除掉，去除的厚度为0.5mm；采用原子吸收光谱仪测量主轴的金属成分，根据主轴的金属成分以及核电站海水循环泵特殊的环境要求，配置两种金属粉末，其分别为底层熔覆所需的铁基粉末和表层熔覆所需的钴基粉末；（本发明所述的铁基粉末和钴基粉末均在市场上有售）

（2）采用火焰喷枪对主轴进行预热，预热温度为100℃；用六轴机器人固定激光器，机器人的动作已预先进行设置好，以固态激光器发出的固态激光对主轴进行连续激光焊接扫描，该激光器功率为4kw，波长为805nm，移动速度为10mm/s，熔覆熔池的宽度为4mm，激光焊接的保护气体为氩气，采用盘式送粉器输送熔覆所需的金属粉末，并采用同轴喷嘴，送粉速率为3kg/hr，送粉气体为氩气；

（3）在激光焊接后对主轴表面的熔覆层进行回火焊道技术处理；