[发明专利]一种轴类及管类件的激光熔覆方法

说明书

本发明公开了一种轴类及管类件的激光熔覆方法，所述轴类及管类件包括但不限于立柱、芯棒和锅炉管，所述激光熔覆方法包括以下步骤：S1、熔覆前加工或检测；S2、激光熔覆；本发明具备较高的熔覆线速度，可以在短时间内实现熔覆层的快速制备，显著提升熔覆效率，同时，热影响小，可以获得在工件表面的高精度成形，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。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体而言涉及一种轴类及管类件的激光熔覆方法。

背景技术

表面处理技术自应用以来创造了很大实际价值，实现了可再制造件的循环利用、延长了强化件的使用寿命。传统的应用工艺如硬铬电镀、热喷涂、堆焊等，均有各自的技术局限性。激光熔覆的出现大幅度拓展了表面处理技术的应用领域、提升了加工效率和加工质量。但是，多年来未能实现真正意义上的代替电镀铬，究其原因发现，加工成本、加工精度、加工效率等问题限制了它的进一步推广应用，其中加工效率的提升是技术瓶颈。

现有激光熔覆技术加工效率低下，效率已经成了限制该技术推广应用的主要因素，由此导致加工成本高，无法完全替代电镀铬；同时现有技术加工精度低，难于在小尺寸、精密零部件表面实现激光熔覆加工，且现有技术热输入大、稀释率大，导致零部件变形，难于完成诸如轴类件及管类件等的熔覆加工，难于实现钛、铝、铜等材料的表面激光加工；再有，现有技术多为大厚度熔覆成形，后续机械加工去除量大，材料浪费严重。

发明内容

本发明提供了一种轴类及管类件的激光熔覆方法，以达到高精度成形、高熔覆效率的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轴类及管类件的激光熔覆方法，所述轴类及管类件包括但不限于立柱、芯棒和锅炉管，所述激光熔覆方法包括以下步骤：

S1、熔覆前加工或检测；

对立柱、锅炉管进行机械加工，检测原始规格尺寸，并留出加工余量；

检查芯棒熔覆区域尺寸，校直，去除芯棒表面疲劳层，探伤检测，检查芯棒表面有无气孔或裂纹缺陷；

S2、激光熔覆；

对立柱进行高速激光熔覆时，熔覆线速度为10m/min-30m/min；

对芯棒进行激光熔覆时，熔覆线速度为7mm/s-10mm/s，芯棒采用多遍熔覆工艺，熔覆层总厚度为2.0mm-3.0mm；

对锅炉管进行激光熔覆时，熔覆线速度为6m/min-18m/min，单次单边熔覆厚度大于等于0.8mm。

优选地，步骤S1中，立柱和锅炉管的加工余量不小于0.2mm。

优选地，步骤S1中，校直后芯棒同心度≤0.2mm，用车床对芯棒表面进行车削，车削过程包括粗车工艺和精车工艺，粗车时设置车床转速100r/min-150r/min，进给速率40mm/min，精车时设置车床转速150r/min-200r/min，进给速率20mm/min，通过车削去除芯棒表面疲劳层，获得表面粗糙度≤Ra6.3。

优选地，步骤S2中，对立柱进行高速激光熔覆时，熔覆功率为2000W-4000W、激光光斑规格为步距0.3mm-0.9mm、搭接率为30％-50％、第一合金粉末的送粉量为30-50g/min，光斑尺寸小，激光能量高度汇聚，光束能量一部分用于熔化第一合金粉末，一部分作用于立柱表面，第一合金粉末进入熔池之前即被熔化，对立柱基体的影响极小，所以熔覆变形问题得到了优化，实现了钛、铝、铜等传统激光熔覆难于实现的表面激光加工。

与传统激光熔覆方法相比，立柱的激光熔覆具有较高的线速度，传统激光熔覆方法的线速度只有0.4-0.6m/min，熔覆厚度基本上较厚，难于实现精密成形，且加工效率低下。