專利名稱：一種激光頂面熔覆方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種激光熔覆方法，特別是涉及一種激光頂面熔覆方法，屬于IPC 國際專利分類表中的C23C24/10 (2006.01)1技術領域。
背景技術：
激光熔覆技術作為一種先進的再制造技術，近年來得到了迅速推廣和廣泛應用。激光熔覆技術利用高能量激光束聚集能量極高的特點，瞬間將在基材表面預置 或與激光同步自動送置的、具有特殊物理、化學或力學性能的合金粉末完全熔化，同時 基材部分熔化，形成一種新的復合型材料，激光束掃描后快速凝固，獲得與基體冶金結 合的致密覆層，以達到恢復幾何尺寸和表面強化的目的。目前，現(xiàn)有的激光熔覆方式由于受到激光器和光路傳輸?shù)南拗?，只能對立面?平面進行激光熔覆，對頂面熔覆還存在一定的難度。經(jīng)本申請人檢索查證采用激光頂面熔覆工藝完成設備部件進行修復或防腐， 國內(nèi)尚無先例，國外也沒有見到相關報道。因此，尋找出適當?shù)挠眉す忭斆嫒鄹补に囃?成設備部件進行修復或防腐，仍需所屬領域的技術人員進一步作出創(chuàng)造性的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術存在的缺乏激光頂面熔覆工藝的課題，通過反 復研究改進，給出了一種激光頂面熔覆方法，該激光頂面熔覆方法改變了以往的激光熔 覆方式，而且本激光頂面熔覆方法具有使用性強、操作簡單、規(guī)范性強、激光傳輸過程 中沒有能量損失的特點。本發(fā)明給出的技術方案是這種激光頂面熔覆方法，其特點是1.激光頂面熔覆時，激光加工頭與被加工面存在一定的夾角，防止金屬粉末進 入激光加工頭，其中激光加工頭與頂面的夾角在48 52°，激光送粉頭與頂面的夾角在 28 32°，這樣可以保證金屬粉不進入激光加工頭，避免了激光加工頭的保護鏡損壞， 還可得到較好的熔覆效果；2.采用氣動送粉方式進行送粉，利用氣體的壓力直接將合金粉末送進熔池的方 式進行激光熔覆，氣動送粉所使用的氣體除了提供送粉的壓力外，還對熔池起到氣體保 護的作用，進而來保證激光熔覆能夠順利進行； 3.采用電腦控制的機械加工裝置來保證激光頂面熔覆的順利進行，電腦控制的 機械加工裝置可以保證激光頂面熔覆時的熔覆質(zhì)量不受熔覆面的形狀影響；4.采用大功率激光器功率在1000 5000W之間，利用光纖傳導方式，以減少激 光在傳輸過程中能量損失；5.激光頂面熔覆操作過程中的參數(shù)是熔池直徑為1 4mm，熔池深度為 0.05 0.5mm，加熱時間為0.001 0.1s，激光功率為1000 5000w，送粉量為8 40g/min，熔覆層厚度為0.3 1.2mm，激光掃描速度為6 15mm/s。在上述技術方案的激光熔覆中采用的電腦控制的機械加工裝置為現(xiàn)有本行業(yè)的 通用專業(yè)設備。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是改變了以往的熔覆方式，而且本熔 覆方式使用性強、操作簡單、規(guī)范性強、激光傳輸過程中沒有能量損失，具有巨大的價 值。


附圖為激光頂面熔覆時激光加工頭、激光送粉頭與熔覆面的夾角示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結合附圖與實施例，進一步介紹本發(fā)明的技術方案。某PTA尾氣管的防腐處理工藝步驟如下1.熔覆前檢測并記錄。2.熔覆前將熔覆的面打磨，將腐蝕層清理干凈。3.激光熔覆a)熔覆前將激光送粉頭1與激光加工頭2調(diào)整好角度，如圖所示，激光頂面熔覆 時激光加工頭2與被加工面不能是垂直的要存在一定的夾角，防止金屬粉末進入激光加 工頭2，金屬粉進入激光加工頭2可導致激光加工頭2的保護鏡損壞，激光加工頭2與頂 面3在50°，激光送粉頭1與頂面3的夾角在30°，這樣可以保證金屬粉不進入激光加 工頭2，還可得到較好的熔覆效果；b)打破傳統(tǒng)的激光熔覆方式，采用氣動送粉方式進行送粉，利用氣體的壓力直 接將合金粉末送進熔池的方式進行激光熔覆，氣動送粉所使用的氣體除了提供送粉的壓 力外，還對熔池起到氣體保護的作用，進而來保證激光熔覆能夠順利進行；c)采用通用專業(yè)設備一一六軸六聯(lián)動的全電腦控制的機械加工裝置來保證激光 頂面熔覆的順利進行，電腦控制的機械加工裝置可以保證激光頂面熔覆時的熔覆面的形 狀是否規(guī)則都可以使激光頭與熔覆面的焦距和角度的一致性，進而保證熔覆質(zhì)量；d)打破原有的激光傳輸方式，采用大功率激光器功率在1000 5000w之間，利 用光纖傳導方式來代替原有的聚焦鏡反射的傳導方式，進而減少激光在傳輸過程中能量 損失；e)激光頂面熔覆操作過程中的參數(shù)是熔覆時工藝參數(shù)為熔池直徑尺寸為2mm，深度為0.05mm，加熱時間為 0.01s,激光功率為lOOOw，激光掃描速度為85cm/min，送粉量為15g/min，熔覆層厚度 為 0.5mm。4.熔覆后檢測并記錄 ，不允許有裂紋、氣孔、夾雜等缺陷。
權利要求
1. 一種激光頂面熔覆方法，其特征在于(1)激光頂面熔覆時，激光加工頭與被加工面存在有夾角，其中光加工頭與頂面的夾 角在48 52°，激光送粉頭與頂面的夾角在28 32° ；(2)采用氣動送粉方式進行送粉，利用氣體的壓力直接將合金粉末送進熔池的方式進 行激光熔覆；(3)采用電腦控制的機械加工裝置，以保證激光頂面熔覆時的熔覆質(zhì)量不受熔覆面的 形狀影響；(4)采用大功率激光器，功率在1000 5000w之間，利用光纖傳導方式減少激光在 傳輸過程中能量損失；(5)激光頂面熔覆操作過程中的參數(shù)是熔池直徑為1 4mm，熔池深度為0.05 0.5mm，加熱時間為0.001 0.1s，激光功率為1000 5000w，送粉量為8 40g/min， 熔覆層厚度為0.3 1.2mm，激光掃描速度為6 15mm/s。
全文摘要
一種激光頂面熔覆方法，其特點是激光頂面熔覆時，激光加工頭與被加工面存在夾角，防止金屬粉末進入激光加工頭，其中激光加工頭與頂面的夾角在48～52°，激光送粉頭與頂面的夾角在28～32°；采用氣動送粉方式進行送粉；采用電腦控制的機械加工裝置來保證激光頂面熔覆的順利進行；采用大功率激光器并利用光纖傳導，以減少激光在傳輸過程中能量損失；頂面熔覆的參數(shù)是熔池直徑為1～4mm，熔池深度為0.05～0.5mm，加熱時間為0.001～0.1s，激光功率為1000～5000w，送粉量為8～40g/min，熔覆層厚度為0.3～1.2mm，激光掃描速度為6～15mm/s。
文檔編號C23C24/10GK102021561SQ200910187399
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權日2009年9月17日
發(fā)明者付鍵偉, 劉豫, 陳江 申請人:沈陽大陸激光技術有限公司