[发明专利]一种大型钢铁构件垂直面原位修复设备及修复方法

说明书

本发明涉及激光熔覆修复技术领域，具体为一种大型钢铁构件垂直面原位修复设备及修复方法，修复设备包括机械臂；箱体，左、右侧面贯通，左侧面与待修件的垂直损伤面贴合，右侧面设有橡胶垫，使箱体内部形成与外界隔绝的仓室，机械臂的端部穿过橡胶垫伸入到箱体内；激光器，用于进行激光熔覆修复，设置在机械臂的端部上；冷喷涂枪，用于进行冷喷涂修复，设置在机械臂的端部上。本发明通过修复设备，集成了冷喷涂与激光熔覆，机械臂运动的情况下，且较好的保证了仓室的密封性；通过先冷喷涂再激光熔覆，使垂直面基体的热影响区减小，减少了对垂直面基体的影响；通过激光熔覆后再次重复冷喷涂，降低内应力，且减小激光熔覆导致的裂纹倾向。

技术领域

本发明涉及激光熔覆修复技术领域，具体为一种大型钢铁构件垂直面原位修复设备及修复方法。

背景技术

激光熔覆技术通过将材料(粉末或丝材)同步输送或预置于零件表面，经过高能量密度激光辐照，表面材料熔化形成熔池并快速冷却形成相应的熔覆层，能较好的修复零部件表面缺陷，恢复零部件的尺寸并一定程度上恢复零部件的性能，该技术在航空航天、火力发电、煤矿开采等领域的机械零部件修复中广泛应用。

激光熔覆技术一般要求零部件水平放置，从而进行修复。部分大型钢铁构件由于应用等相关原因，无法对其摆放位置进行更改，仅能原位修复。当其受损面为垂直面时，采用激光熔覆技术最重要的问题在于整个修复过程均会受到重力影响。采用铺粉方式，粉末在垂直面会脱落，而采用同步送粉方式，同样由于重力原因，粉末飞溅更严重，熔覆层缺陷较多，修复性能较差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种大型钢铁构件垂直面原位修复设备及修复方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种大型钢铁构件垂直面原位修复设备，包括：

机械臂；

箱体，左、右侧面贯通，左侧面与待修件的垂直损伤面贴合，右侧面设有橡胶垫，使箱体内部形成与外界隔绝的仓室，机械臂的端部穿过橡胶垫伸入到箱体内；

激光器，用于进行激光熔覆修复，设置在机械臂的端部上；

冷喷涂枪，用于进行冷喷涂修复，设置在机械臂的端部上。

优选地，箱体的左侧面四周边缘处设有胶圈。

优选地，箱体的前侧面设有玻璃面板。

优选地，箱体的前侧面、底面、顶面、后侧面均设有排气阀门。

优选地，箱体的右侧面下部设有四个进气口、上部设有一个排气口。

一种应用大型钢铁构件垂直面原位修复设备的修复方法，包括以下步骤：

(一)将箱体的左侧面紧贴于大型钢铁构件垂直面上的损伤区域，排气阀门关闭，开启进气口输入氩气，流量为10～50L/min，由排气口排出，进气时间为1min；

(二)关闭进气口与排气口，启动冷喷涂枪，机械臂带动冷喷涂枪按预设路径向受损区域进行冷喷涂，同时开启排气阀门排出箱体内的空气，涂层厚度达到50～200μm后，关闭冷喷涂枪，同时关闭排气阀门；

(三)开启进气口输入氩气，流量为10～50L/min，由排气口排出，进气时间为1min；

(四)关闭进气口与排气口，启动激光器，激光扫略喷涂涂层，冷却后形成修复层；

(五)重复步骤(一)至(四)，使修复层略厚于预期目标，以冷喷涂步骤为结束步骤；

(六)移开箱体，对大型钢铁构件垂直面上多出的修复层进行打磨，完成修复。