[发明专利]一种销孔结构的内壁激光熔覆装置及激光熔覆方法

说明书

本发明一种销孔结构的内壁激光熔覆装置，包括三爪卡盘、凸管圆柱体、零件、金属圆环，螺栓，所述三爪卡盘固定于两轴变位机平台的中心处，所述凸管圆柱体包括圆柱壳体和凸管，所述圆柱壳体的顶面与凸管连接，所述圆柱壳体与凸管贯通且均无底面，所述圆柱壳体的侧壁设有螺纹孔。同时提供一种销孔结构的内壁激光熔覆方法，本发明解决销孔结构的深宽比大，传统的堆焊技术难以完成，焊枪无法深入的技术问题，从而得到耐腐蚀、耐磨损的销孔结构的内壁。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，特别是一种销孔结构的内壁激光熔覆装置及激光熔覆方法。

背景技术

在航空航天，船舶，核电，汽车等领域中，一些核心零件的销孔结构耐磨性、耐蚀性直接决定整个零件的使用寿命，加工时间长，报废给零件的制造带来了极大的经济损失。因此对使用损伤零件或新零件的通孔结构进行激光熔覆耐磨、耐蚀层，不仅挽回巨大的经济和时间损失，还可以提高零件使用寿命，降低生产成本。激光熔覆技术对销孔结构内壁通过熔覆同种或异种金属粉末，能恢复其原始尺寸或显著改善其表面的耐磨、耐蚀性能，对整个零件的热影响较小，变形小。

当零件的销孔结构具有较大的深宽比，空间较为狭窄，传统的堆焊技术难以完成，焊枪无法深入，同时堆焊时由于大量的热输入导致零件变形导致整个零件的尺寸不符合而无法使用。而目前国内利用激光熔覆工艺进行零件修复的报道和专利不少，如：公开号为CN101109083的中国发明专利《发动机曲轴激光熔覆修复工艺》、公开号为CN109604829A的中国发明专利《机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置及其焊修方法》、公开号为CN101100746的中国发明专利《渗碳类重载齿类件齿面激光熔覆粉末材料及修复方法》等。这些专利都是利用激光焊接能量集中、发热量小、变形小等优点，完成对零件的修复，但销孔结构的深宽比大，需要特定的装置、工艺的开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种销孔结构的内壁激光熔覆装置及激光熔覆方法，解决销孔结构的深宽比大，传统的堆焊技术难以完成，焊枪无法深入的技术问题，从而得到耐腐蚀、耐磨损的销孔结构的内壁。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种销孔结构的内壁激光熔覆装置，包括三爪卡盘、凸管圆柱体、零件、金属圆环，螺栓，所述三爪卡盘固定于两轴变位机平台的中心处，所述凸管圆柱体包括圆柱壳体和凸管，所述圆柱壳体的顶面与凸管连接，所述圆柱壳体与凸管贯通且均无底面，所述圆柱壳体的侧壁设有螺纹孔，处于使用状态一时，所述凸管圆柱体的下端固定于三爪卡盘上，所述凸管圆柱体上端的凸管插入零件销孔中，所述零件下表面与圆柱壳体的顶面紧靠，所述金属圆环放置于凸管的上端圆环面且位于零件销孔内；处于使用状态二时，所述凸管圆柱体的上端固定于三爪卡盘上，所述零件放置于圆柱壳体内部且通过螺栓固定紧，所述螺栓通过螺纹固定于圆柱壳体侧壁的螺纹孔处。

进一步的，所述三爪卡盘最大工作范围φ250，所述凸管和圆柱壳体的材质均为不锈钢，所述凸管外径为φ12，内径为φ8，长度为14mm，所述圆柱壳体的厚度为5mm，外径为φ60，高50mm，靠下端10mm均匀分布4个φ6的螺纹孔。

进一步的，所述零件具有销孔结构且为立方体，销孔直径为φ12，深度为30mm，零件边长为30mm，材质为碳钢、不锈钢、高强钢。

进一步的，所述金属圆环的材质与零件材质一致，外径为φ12，内径为φ8，厚度1mm。

进一步的，所述螺栓通过拧紧拧松调节零件销孔中心轴所处位置，保证变位机带着零件转动时，零件销孔轴处于转动中心轴上，螺栓为φ6，长度20mm。

一种销孔结构的内壁激光熔覆方法，包括以下步骤：

步骤一：将零件的销孔内壁打磨，清洗，吹干，然后通过固定于变位机上的三爪卡盘固定紧凸管圆柱体下端且中心轴重合，把凸管插入进零件的销孔中且紧挨，再将金属圆环放置于零件销孔内的凸管上表面，最后通过六轴机器人示教器操作变位机的倾斜轴转动；