[发明专利]一种小直径深孔的激光熔覆加工方法

说明书

本发明公开了一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步骤：整理清洁，保持加工件的深孔内壁的干净；预热处理；撤除预热装置开始测距定位；开始施焊，关闭光点器，开启激光灯，同时经过焊机枪头向深孔内壁上喷涂焊粉，通过激光产生的高温将焊粉熔焊在深孔内壁上以此形成熔覆层；进行后热保温处理；去应力处理；无损检测。本发明采用特殊改装过的内孔激光熔覆枪头，能够对中小孔径工件内壁进行熔覆堆焊，采用粉末合金的焊材型式，将粉末通过激光熔覆的方式进行内孔的堆焊，熔覆层与深孔内壁之间形成良好的冶金结合，熔覆层组织致密，热影响区小且稀释率低，熔覆材料具有选择多样性，可根据不同的工程需求设计不同的合金比例。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种小直径深孔的激光熔覆加工方法。

背景技术

激光熔覆亦称激光包覆，是一种小直径深孔的激光熔覆加工方法新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。

现有工艺中，通过焊头现阶段激光熔覆技术只能熔覆大直径的管道，而对于中小直径的管道，主要是由于熔覆受到空间的限制，激光头难以进入管道中，实现过程复杂，耗费较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出了一种小直径深孔的激光熔覆加工方法。

本发明提出的一种小直径深孔的激光熔覆加工方法，包括以下操作步骤：

S1：整理清洁，保持加工件的深孔内壁的干净；

S2：预热处理，将预热装置的加热头伸入深孔内壁中，通过预热装置产生的高温将清洁时残留在深孔内壁上的清洁剂蒸发干，并对深孔的内壁进行预热，使内壁表面温度达到150至200℃；

S3：撤除预热装置开始测距定位，将激光焊机的枪头上的滑动测距器贴靠在深孔口的外表壁上，开启焊机枪头上的监控探头，并开启光点器，将焊机枪头向深孔内部推进，通过视觉技术识别到光点器发出的光点位于深孔内壁上的加工标记位置时，激光焊机记录此时滑动测距器的读数，此数值作为加工焊接的深度数值，为后续焊接时带动加工件动作的仪器作为动作参数；

S4：经过S3后，激光焊机的枪头位于焊接区域的端头处，开始施焊，关闭光点器，开启激光灯，同时经过焊机枪头向深孔内壁上喷涂焊粉，通过激光产生的高温将焊粉熔焊在深孔内壁上以此形成熔覆层；

S5：后热处理，焊接结束后，采用保温材料覆盖在熔覆层表面或使用保温炉进行保温；

S6：去应力处理，整体焊后热处理，温度为638℃±10℃，保温时间在3至6小时，升温/降温速度小于100℃/h，随炉空冷；

S7：无损检测，PT检测熔覆层表面焊接缺欠状况，UT检测熔覆层内部质量状况。

作为本发明再进一步的方案：所述焊接过程中，由数控装置控制机械臂带动加工工件移动。

作为本发明再进一步的方案：所述焊机的枪头为弯头，枪头内部设置的反光镜用于改变光路，使得光路的出口指向深孔的内壁，改变后的光路与原光路间的夹角为90°-150°，方便焊接。

作为本发明再进一步的方案：所述滑动测距器由滑动变阻器和接触片组成，接触片用于接触深孔外壁，滑动变阻器设置于焊机枪头外壁，接触片设置于滑动变阻器的滑动触头的外壁。

作为本发明再进一步的方案：所述监控探头用于实时拍摄并向显示器传输视频数据。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S1中，使用干净布料将深孔内壁上的固体灰尘清除，再用清洁剂除去深孔内壁表面的油污，清理完孔内的清洁剂再使用除锈剂清除深孔内内壁表面的氧化层，最后再使用清洁布料将深孔内的除锈剂清除干净。