專利名稱：一種使用激光熔覆焊絲進行激光熔覆的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光熔覆方法，特別是涉及一種可靠的、適用性廣的使用激光 熔覆焊絲進行激光熔覆的方法，屬于IPC國際專利分類表中的C23C24/10(2006.01)I技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在目前的焊接工藝中，如電焊、氬弧焊等傳統(tǒng)焊接工藝都有一些無法解決的問 題。比如從材料學(xué)角度，母材的熱影響區(qū)很大，導(dǎo)致焊接后從焊縫向母材內(nèi)部形成一 個很深的相變區(qū)，在該區(qū)域極易形成一些粗大的晶體組織(如魏氏體等)，而這些組織 很容易引起裂紋等缺陷的產(chǎn)生，從而破壞母材的整體力學(xué)性能，導(dǎo)致工件損壞或使用壽 命變短；從機械裝配的角度，工件會不可避免的產(chǎn)生大的熱變形，而恢復(fù)工件原設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)十分困難或根本不可能恢復(fù)原標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致工件使用效能下降或直接報廢等問題。而激光熔覆作為一種先進的再制造技術(shù)，隨著激光器功率和穩(wěn)定性的不斷提 高，得到了迅速推廣和廣泛應(yīng)用。由于激光熔覆的獨特的快熱快冷的微型冶煉特征，其 突出的特點便是母材熱影響區(qū)很小，且工件基本無熱變形。因此，激光熔覆解決了許多 常規(guī)方法很難加工或無法加工的問題，為產(chǎn)品再制造提供了一種技術(shù)獨特、先進有效的 方法。但是，激光熔覆由于其自身的工藝特點，導(dǎo)致目前的焊料以各種合金粉末為 主。而使用合金粉末的問題在于合金粉末的制備成本較高且利用率不高，使得目前激光 熔覆的成本較高。因此，能夠有效解決激光熔覆成本問題的使用激光熔覆焊絲進行激光 熔覆完成設(shè)備部件進行修復(fù)或防腐工藝，必將擁有廣泛的市場前景。經(jīng)本申請人檢索查證使用激光熔覆焊絲進行激光熔覆完成設(shè)備部件進行修復(fù) 或防腐工藝，國內(nèi)尚無先例，國外也沒有見到相關(guān)報道。因此，尋找出適當(dāng)?shù)氖褂眉す?熔覆焊絲進行激光熔覆完成設(shè)備部件進行修復(fù)或防腐的工藝，仍需所屬領(lǐng)域的技術(shù)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(shù)存在的問題，提供一種可靠的、具有適用性的 使用激光熔覆焊絲進行激光熔覆的方法。該方法使用焊絲作為激光熔覆的焊料，既利 用了激光熔覆的的優(yōu)良性能又解決了使用合金粉末帶來的高成本問題，有效的降低了成 本，極大的推動了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用前景極其廣闊。本發(fā)明給出的技術(shù)方案是這種使用激光熔覆焊絲進行激光熔覆的方法，其特 占是
/、、、At-1.焊絲在進入熔池前勻速穿過高頻感應(yīng)線圈進行預(yù)熱，保證焊絲預(yù)熱均勻，激 光熔覆不同于傳統(tǒng)的手工堆焊方式，是一個連續(xù)的不間斷過程，因此焊絲必須在運動中 進行預(yù)熱，且要保證焊絲預(yù)熱均勻；
2.在激光熔覆過程中，焊絲在預(yù)熱狀態(tài)下進入熔池，預(yù)熱溫度為100 800°c,以使焊絲進入熔池時自身已經(jīng)攜帶大量的能量，在熔化的過程中不會再從光斑吸 收大量的能量，使光斑能夠充分熔化母材表面形成熔池，讓焊絲與母材充分冶煉從而形 成冶金結(jié)合。而且，預(yù)熱使焊絲變軟，更容易進入面積較小的熔池，從而保證熔覆層的 成型性能；3.在碳 素鋼、結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼和不銹鋼等材質(zhì)的零部件上，熔覆鐵基合金材料 制成的焊絲的熔覆工藝參數(shù)是功率1800 3800W，焦距320 400mm，光斑直 徑3 6mm，掃描速度240 600mm/min，送絲速度600 1000mm/min ；在熔覆操作中采用的設(shè)備2000 5000W橫流連續(xù)CO2激光器、自動送絲機、 高頻感應(yīng)爐。在上述技術(shù)方案的激光熔覆中采用的設(shè)備2000 5000W橫流連續(xù)CO2激光 器、自動送絲機、高頻感應(yīng)爐均為現(xiàn)有本行業(yè)的通用專業(yè)設(shè)備。在上述技術(shù)方案的激光熔覆中使用激光熔覆焊絲，是采用現(xiàn)有激光熔覆的合金 材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是使用焊絲作為激光熔覆的焊料，既利 用了激光熔覆的的優(yōu)良性能又解決了使用合金粉末帶來的高成本問題，有效的降低了成 本，極大的推動了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用前景極其廣闊。
具體實施例方式實施例1 本實施方式選用的母材為卷板機助卷輥(42CrMo)。輥表面用砂輪磨削加工，表 面粗糙度Ra = 0.5 μ m，熔覆前用丙酮清洗干凈。選定送絲速度SOOmm/min，預(yù)熱溫度 為500°C，調(diào)整送絲機和高頻感應(yīng)設(shè)備到工作狀態(tài)。熔覆鐵基合金材料制成的焊絲的熔覆 工藝參數(shù)是功率1800 3800W，焦距320 400mm，光斑直徑3 6mm。經(jīng)激光熔覆，得到的熔覆層厚度在Imm左右，熔覆層表面平整，無裂紋、氣孔 等缺陷，熔覆層與母材結(jié)合為冶金結(jié)合，綜合性能良好。實施例2:本實施方式選用的母材為45#鋼工件。工件表面用砂輪磨削加工，表面粗糙 度Ra = 0.5 μ m，熔覆前用丙酮清洗干凈。選定送絲速度lOOOmm/min，預(yù)熱溫度為 300調(diào)整送絲機和高頻感應(yīng)設(shè)備到工作狀態(tài)。熔覆鐵基合金材料制成的焊絲的熔覆工 藝參數(shù)是功率1800 3800W，焦距320 400mm，光斑直徑3 6mm。經(jīng)激光熔覆，得到的熔覆層厚度在Imm左右，熔覆層表面平整，無裂紋、氣孔 等缺陷，熔覆層與母材結(jié)合為冶金結(jié)合，綜合性能良好。
權(quán)利要求
1. 一種使用激光熔覆焊絲進行激光熔覆的方法，其特征在于(1)焊絲在進入熔池前勻速穿過高頻感應(yīng)線圈進行預(yù)熱，保證焊絲預(yù)熱均勻；(2)在激光熔覆過程中，焊絲在預(yù)熱狀態(tài)下進入熔池，預(yù)熱溫度為100 800°C;(3)在碳素鋼、結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼和不銹鋼等材質(zhì)的零部件上，熔覆鐵基焊絲的熔覆工 藝參數(shù)是功率1800 3800W，焦距320 400mm，光斑直徑3 6mm，掃描速 度240 600mm/min，送絲速度600 1000mm/min。
全文摘要
一種使用激光熔覆焊絲進行激光熔覆的方法，其特點是焊絲在進入熔池前勻速穿過高頻感應(yīng)線圈進行預(yù)熱，保證焊絲預(yù)熱均勻；在激光熔覆過程中，焊絲在預(yù)熱狀態(tài)下進入熔池，預(yù)熱溫度為100～800℃；在碳素鋼、結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼和不銹鋼等材質(zhì)的零部件上，熔覆鐵基合金材料制成的焊絲的熔覆工藝參數(shù)是功率1800～3800W，焦距320～400mm，光斑直徑3～6mm，掃描速度240～600mm/min，送絲速度600～1000mm/min。本發(fā)明使用焊絲作為激光熔覆的焊料，既利用了激光熔覆的的優(yōu)良性能又解決了使用合金粉末帶來的高成本問題，有效的降低了成本，極大的推動了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號B23K26/42GK102019505SQ20091018740
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者姜涵之, 陳常義, 陳江 申請人:沈陽大陸激光技術(shù)有限公司