[发明专利]一种激光熔覆修复金属表面腐蚀的方法

说明书

本发明涉及一种对钢材表面腐蚀修复的技术领域，具体涉及激光熔覆修复金属表面腐蚀的方法，包括对金属构件受腐蚀的区域进行表面处理；将处理后的区域，采用半导体激光器进行表面激光熔覆作业；进行激光熔覆层的后处理；本发明可有效地实现熔覆材料与钢材表面的结合，从而实现腐蚀表面的修复，使得钢结构的承载能力得到一定程度的恢复甚至提升；该种修复技术应用在钢结构腐蚀严重的区域，如钢桥桥墩、海洋平台、浪溅区等，能够达到表面修复与后续承载的目的，从而延长其使用寿命，降低后期维护成本，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及钢材表面腐蚀修复工艺，尤其涉及一种激光熔覆修复金属表面腐蚀的方法。

背景技术

在土木工程领域中，钢结构有着强度高、自重轻、抗震性能优越等优点，是现今建筑中常见的形式，常用于大跨度超高层建筑。

钢结构在使用阶段中，往往是要求结构有较长的使用寿命，影响其使用寿命的主要是钢材的耐腐蚀性这个因素，由于在实际工程中，特别是在钢桥桥墩、海洋平台、浪溅区，钢材的腐蚀非常严重，并且会引发许多问题，如钢结构承载能力下降、结构使用寿命减少，锈蚀后期维护成本高等问题。

为了提高钢结构的耐腐蚀性能，前人通过各种方法对钢结构表面进行处理，如表面镀层、涂料、不锈钢等，但难以避免的还是会有钢材腐蚀的现象发生。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种激光熔覆修复金属表面腐蚀的方法。本发明在不改变钢材原有的结构强度和韧性的条件下，对钢材受腐蚀区域进行修复，从而延长其使用寿命，降低后期维护成本。

本发明通过下述技术方案实现：

一种激光熔覆修复金属表面腐蚀的方法，包括如下步骤：

步骤一：对金属构件受腐蚀的区域进行表面处理；

步骤二：将步骤一处理后的区域，采用半导体激光器进行表面激光熔覆作业；

步骤三：进行激光熔覆层的后处理。

上述步骤一所述表面处理，包括表面清洗、除锈和去污处理。

上述步骤二所述半导体激光器的仪器参数为：激光功率为1500W，光斑直径为1～5mm，扫描速率为120～300mm/min，送粉速率为0～8g/min。

上述步骤二所述半导体激光器，采用一体化能量沉积熔覆头，集激光、送粉、水冷、气体保护为一体。

上述步骤二所述激光熔覆作业过程中，每层激光熔覆层的厚度为6-8mm。

上述步骤二激光熔覆作业过程中，采用与待修复金属构件，材质相同强度的粉末，并采用多层激光熔覆；

为保证修复后的力学性能，相邻激光熔覆层采用正交的形式，即一层横向扫描，另一层纵向扫描交替进行，保证待修复金属构件修复后的各向同性。

上述步骤三所述后处理，是指采用500℃～650℃退火的冷却方式，自然降温至常温，之后将激光熔覆层表面打磨至平整。

上述步骤一所述金属构件为钢结构构件。所述金属构件的钢材强度为Q235、Q345、Q460或者Q690。

所述金属构件为钢管柱。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

相比于传统的机械工件表面修复，本发明对钢材腐蚀区域的修复不仅能够保证表面的耐磨损要求，而且能够保证钢结构原有的受力性能要求。

本发明采用多层正交熔覆的激光熔覆工艺，保证了钢材本身各向同性的受力特性。

另外本发明的应用能够提高材料的利用率，延长钢结构的使用寿命，降低后期维护成本。