[发明专利]一种锅炉管的高速激光熔覆方法及锅炉管

说明书

本发明属于激光熔覆技术领域，特别涉及一种锅炉管的高速激光熔覆方法，首先对待加工锅炉管进行机械加工留出加工余量，然后去锈蚀及油污，最后将待加工锅炉管放在车床上，设置激光熔覆参数，开始激光熔覆。本发明还涉及一种锅炉管，用上述熔覆方法进行熔覆。本发明高速激光熔覆具备极高的熔覆线速度，可以在短时间内实现涂层的大面积制备，可以获得在零部件表面的高精度成形，熔覆搭接平整，表面粗糙度小。

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，具体地说涉及一种锅炉管的高速激光熔覆方法及锅炉管。

背景技术

锅炉管爆裂泄漏是导致非计划停炉的重要原因之一，究其失效形式，如材质不良、超温、磨损、腐蚀、焊接缺陷等，其中磨损失效导致的事故更为突出。锅炉管处于500-1200℃高温，锅炉管壁受热面受高速烟气持续冲刷，管壁因磨损而变薄直至爆管。传统防护如加装防护瓦、管壁表面渗合金等处理，因价格昂贵或不易实施等原因而不能广泛应用。

发明内容

针对现有技术的种种不足，发明人在长期实践中研究设计出一种锅炉管的高速激光熔覆方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锅炉管的高速激光熔覆方法，包括以下步骤：

S1、熔覆前加工及检测：对待加工锅炉管进行机械加工，检测原始规格尺寸，并留出加工余量；

S2、表面预处理：使用酒精擦拭及砂纸抛光锅炉管待熔覆区域，去锈蚀及油、污；

S3、高速熔覆：首先将待加工锅炉管放置在车床上，使用变位工装装夹，并进行定位找正；然后由机器人抓取激光器沿着锅炉管轴向前进，设置激光熔覆线速度设置为100mm/s-600mm/s；设置好机床参数后，将激光熔覆头移动至锅炉管表面的熔覆起始段，装填合金粉末，开始对待熔覆区域进行激光熔覆。

进一步地，所述步骤S1中，加工余量不小于0.2mm。

进一步地，所述步骤S3中，由机器人抓取激光器沿着锅炉管轴向前进，步距为0.5mm，由变位机带动锅炉管实现0-150°的旋转往复。

进一步地，所述步骤S3中，设置熔覆功率为2000W-4000W、搭接率为30％-50％。

进一步地，所述步骤S3中，设置好参数后装填合金粉末，启动氮气气动送粉，送粉量为30g/min-50g/min。

进一步地，所述步骤S3，熔覆区域为锅炉管侧面局部表面。

进一步地，所述步骤S3，激光熔覆后，最终在锅炉管熔覆区域表面实现“弓”字形熔覆轨迹，熔覆层厚度为0.7mm-1.5mm。

一种锅炉管，在锅炉管外表面局部区域用上述熔覆方法进行加工，熔覆后的锅炉管，熔覆层厚度为0.7mm-1.5mm。

一种高速熔覆锅炉管用粉末，采用以下组分及重量百分比的原料制备得到：C0.72％、Cr 16.58％、Si 3.8％、Mo 2.1％、Cu 1.95％、B 3.18％、Fe3.58％，余量为Ni。

本发明的有益效果是：

(1)高速激光熔覆具备极高的熔覆线速度，可高达100-600mm/s，如此计算，可以在短时间内实现涂层的快速制备，显著提升激光熔覆效率，并且得到高硬度的熔覆层，机械性能更强；

(2)单层熔覆层厚度极薄，由此可以获得在锅炉管表面的高精度成形，而且熔覆搭接平整，熔覆区域表面粗糙度小，极大的减少了后续机械加工去除量，简化了机械加工程序，既能降低材料消耗又可提升加工效率。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合较佳的实施例对本发明作进一步说明。