[发明专利]TRT轮毂磨损后的激光熔覆与手工电弧焊结合修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械修复领域的激光熔覆修复方法，特别是涉及一种高炉余压煤气透平膨胀机（简称TRT）轮毂磨损后的激光熔覆与手工电弧焊结合修复方法。

背景技术

通常对高炉余压煤气透平膨胀机（简称TRT）轮毂损伤后的修复主要是采用电弧焊、普通焊接的修复方法，常规修复方法的缺陷是：1、工期长。2、硬度及耐磨性很难达标。3、变形量不容易控制。4、修复后的间隙尺寸控制难度大。5、耐腐蚀性差。而且易出现裂纹。

发明内容

为了克服现有技术的诸多缺陷，解决常规修复方法存在的问题，本发明的发明目的是提供一种利用激光熔覆焊接技术顺利完成对工件的修复，激光熔覆焊接部位耐磨性好，硬度高，无裂纹现象，焊接层与母材融合率高的一种TRT轮毂磨损后的激光熔覆与手工电弧焊结合修复方法

实现上述目的采用以下技术方案：

一种TRT轮毂磨损后的激光熔覆与手工电弧焊结合修复方法，其修复方法步骤是：

第一步：激光熔覆前的准备

A基材表面预处理

⑴对喷涂表面进行去油和喷砂处理；

⑵对非喷涂表面必须进行去油处理和除锈处理；

B检测轮毂裂纹状况及修复表面的硬度；

第二步：确定熔覆材料

根据B步骤的检测结果选用熔覆材料，所用的熔覆材料与基体金属二者的热膨胀系数、熔点相近；

第三步：激光熔覆

激光熔覆参数设定：通过工艺试验及快速磨损试验，合理配置设定激光功率、激光光斑直径、离焦量、相对扫描速度、送粉量、熔覆厚度、熔覆材料成分、熔覆材料粒度；

确定工艺参数编写数控程序，将待修件定位、装夹、找正，运行数控程序，用二氧化碳激光器将熔覆材料熔覆在TRT轮毂被修复表面，形成熔覆层，实现对TRT轮毂的激光熔覆修复；

第四步：TRT转子轮毂手工焊接

TRT转子轮毂的组合安装中，因受施工现场条件、焊缝形式、种类及所处空间位置多种因素制约，激光束扫描不到的边角处和局部腐蚀坑，选用手工电弧焊进行修复，手工电弧焊的步骤包括：

⑴设定堆焊工艺参数；

⑵焊前用砂轮或电磨将轮毂锈蚀和杂质清除掉，并保证使堆焊部位打磨至露出金属光泽；

⑶用丙酮将待堆焊面附近清洗干净，去除油污杂质；

⑷对待堆焊面进行渗透检测，无缺陷后方可用焊条进行补焊；

⑸对待补焊面进行损伤量及各部尺寸测量，根据实测结果确定补焊层次；

⑹焊接保证在熔合良好的情况下选取焊接电流的下限值，且采取多层、快速和间断焊；

⑺焊缝处要及时、充分地用清渣锤敲击，通过锤击焊缝来消除应力，防止裂缝；

⑻补焊完毕后，开始热处理升温至350-370℃，保温3-5h后，空冷，消除焊接应力；

⑼补焊后将局部补焊的部位用电磨平整，去除表面硬点，对补焊表面进行渗透检测，检测结果必须符合JB／T9218-1999标准；

第五步：焊接后检测

⑴．焊接完毕对TRT轮毂焊接位置进行表面着色探伤检测；

⑵．对焊接完毕的TRT轮毂损伤部位进行硬度检测；

⑶．对TRT轮毂加工精度进行检测。

第六步：热处理及机械加工

（1）对修复后的TRT轮毂局部热处理，去除焊接应力，将修复后的TRT轮毂放在加热炉里，温度为630-650℃，保温1-3小时，冷却后出炉；

（2）采用卧式数控车床机械加工，恢复原图纸设计尺寸。

优选地，根据检测结果，激光熔敷材料采用铁基自熔合金粉末镍硼硅合金(Ni—B-Si)。

优选地，铁基自熔合金粉末颗粒呈球形，合金熔点900～1100℃。

优选地，根据材质检测结果配置与母材相适应的铁基合金粉末化学成分按重量百分比计为：硅0.1％-0.2％，硼3％-5％，铬30%，镍4％-5％，其余为铁。

优选地，根据材质检测结果配置与母材相适应的铁基合金粉末化学成分按重量百分比计为：硅0.2％，硼4％，铬30%，镍5％，铁61.8％。

优选地，激光熔覆参数设定为：激光功率2.8～3.1kW扫描速度580～650mm／min 扫描光斑直径4.5～5.2mm送粉速率8～109g／min，工作轴x、 y、 z轴。

优选地，手工焊接设定堆焊工艺参数为焊接电流90～100A(A042，直径2．5mm)、焊接电压24±2V、焊速60mm／min、焊速范围50～80m／min、焊接极性直流反接。