一种螺旋桨浆轴的激光修复方法技术

本发明专利技术涉及一种螺旋桨浆轴的激光修复方法，利用激光熔敷对螺旋桨浆轴进行修复，具体是通过高能激光束在金属表面加热，在热作用下将基体表面和添加的合金粉末迅速加热并熔化，形成稀释率极低的冶金结合表面熔覆层，采用激光熔覆工艺对螺旋桨浆轴进行修复，具有更优良的耐磨耐腐蚀性，由于激光的急速加热和急速冷却，热输入、热影响区和畸变小，可以避免螺旋桨浆轴变形，并且熔覆层稀释率小于5%，与基体呈牢固的冶金结合，可以获得熔覆层成分和稀释度可控的良好熔覆层。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋桨浆轴的激光修复方法
本专利技术涉及激光焊接工艺
，特别是一种螺旋桨浆轴的激光修复方法。
技术介绍
船舶在水面或水中航行时遭受阻力，其大小与船舶的尺度，形状及航行速度有关，为了使船舶保持一定的速度向前航行，就必须给船舶提供大于阻力的推力，使其产生动力，螺旋桨由此诞生。螺旋桨作为船舶的核心机构，具有非常高的尺寸及装配精度要求，并对各零部件本体材料的组织性能，力学性能都要很高的要求。浆轴作为船舶动力输出与螺旋桨动力传输的关键部件，对船舶的前行动力起到关键性的作用。浆轴的磨损、拉伤等都会对船舶整套的动力系统正常运行产生影响，如果不慎在“中途”抛锚将是非常大的影响。由于受制作周期长，更换成本高等影响，浆轴损伤后以修复为主。采用普通修复工艺对浆轴修复由于过高的热量输入会使浆轴产生变形、改变本体组织性能等影响。设计一种可以避免浆轴变形，并且熔覆层稀释率小于5%的螺旋桨浆轴的激光修复方法，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可以避免浆轴变形、熔覆层稀释率小于5%的螺旋桨浆轴的激光修复方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的螺旋桨浆轴的激光修复方法，包括如下步骤：A、对螺旋桨浆轴进行清洗、检测尺寸，确定螺旋桨浆轴的磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除螺旋桨浆轴磨损部位的磨损疲劳层和腐蚀疲劳层；并检测未磨损处硬度；B、采用PT探伤对去除了磨损疲劳层和腐蚀疲劳层的磨损部位进行检查，确保磨损部位无表面缺陷和内部缺陷；C、将按比例配制好的合金粉末进行混合，将混合后的合金粉末加入粉末输送系统；D、将螺旋桨浆轴固定在机床上，采用库卡机器人配合光纤激光器进行连续扫描，设定光纤激光器熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，送粉速度为25g～35g/min，在螺旋桨浆轴磨损部位表面熔覆2～3层，合金熔覆层厚度不低于0.5mm；E、在激光熔池的一侧设置通气管，用于向冷却中的激光熔池通入惰性气体进行冷却；F、对冷却后的激光熔敷部位进行磨削加工，并再次进行PT探伤，以确保螺旋桨浆轴的尺寸、表面质量均满足要求；检测激光熔敷部位的硬度，确保激光熔敷后的螺旋桨浆轴的硬度满足要求。进一步，所述步骤C中，所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.008%至0.018%，Cr：15%至20%，Si：0.2%至0.6%，Mo：2%至3%，Mn：0.5%至1%，Ni：10%至13%，其余为Fe。进一步，所述步骤D中，光纤激光器的激光功率为1600W至2100W，标高为300mm至325mm。进一步，所述步骤D中，光纤激光器的光斑尺寸为4mm×4mm，扫描速度为600mm/min至1000mm/min，搭接量为2mm。进一步，所述步骤E中的惰性气体为氩气。专利技术的技术效果：本专利技术的螺旋桨浆轴的激光修复方法，相对于现有技术，通过高能激光束（104~105W/cm2）在金属表面加热，在热作用下将基体表面和添加的合金粉末迅速加热并熔化，形成稀释率极低的冶金结合表面熔覆层，采用激光熔覆工艺对螺旋桨浆轴进行修复，具有更优良的耐磨耐腐蚀性，由于激光的急速加热和急速冷却，热输入、热影响区和畸变小，可以避免螺旋桨浆轴变形，并且熔覆层稀释率小于5%，与基体呈牢固的冶金结合，可以获得熔覆层成分和稀释度可控的良好熔覆层。具体实施方式实施例1一种螺旋桨浆轴的激光修复方法，包括如下步骤：A、对螺旋桨浆轴进行清洗、检测尺寸，确定螺旋桨浆轴的磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除螺旋桨浆轴磨损部位的磨损疲劳层和腐蚀疲劳层；并检测未磨损处硬度；B、采用PT探伤对去除了磨损疲劳层和腐蚀疲劳层的磨损部位进行检查，确保磨损部位无表面缺陷和内部缺陷；C、将按比例配制好的合金粉末进行混合，将混合后的合金粉末加入粉末输送系统；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.010%，Cr：20%，Si：0.6%，Mo：3%，Mn：1%，Ni：13%，其余为Fe；稳定可靠的粉末输送系统是金属零件修复质量的重要保证，粉末输送的波动将影响修复的质量；激光修复对送粉的基本要求是连续、稳定、均匀和可控地把粉末送入激光熔池；D、将螺旋桨浆轴固定在机床上，采用库卡机器人配合光纤激光器进行连续扫描，设定光纤激光器熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，送粉速度为25g/min，在螺旋桨浆轴磨损部位表面熔覆2层，合金熔覆层厚度0.5-0.75mm；光纤激光器的激光功率为2100W，标高为325mm，光纤激光器的光斑尺寸为4mm×4mm，扫描速度为1000mm/min，搭接量为2mm；扫描速度过大时出现熔覆层不连续现象，其结合强度不够；稀释率随扫描速度的增加，呈减小的趋势，而随送粉量的增大使稀释率有增加的趋势；E、在激光熔池的一侧设置通气管，用于向冷却中的激光熔池通入氩气进行冷却；F、对冷却后的激光熔敷部位进行磨削加工，并再次进行PT探伤，以确保螺旋桨浆轴的尺寸、表面质量均满足要求；检测激光熔敷部位的硬度，确保激光熔敷后的螺旋桨浆轴的硬度满足要求。实施例2一种螺旋桨浆轴的激光修复方法，包括如下步骤：A、对螺旋桨浆轴进行清洗、检测尺寸，确定螺旋桨浆轴的磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除螺旋桨浆轴磨损部位的磨损疲劳层和腐蚀疲劳层；并检测未磨损处硬度；B、采用PT探伤对去除了磨损疲劳层和腐蚀疲劳层的磨损部位进行检查，确保磨损部位无表面缺陷和内部缺陷；C、将按比例配制好的合金粉末进行混合，将混合后的合金粉末加入粉末输送系统；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.012%，Cr：18%，Si：0.4%，Mo：2.5%，Mn：0.7%，Ni：11.5%，其余为Fe；D、将螺旋桨浆轴固定在机床上，采用库卡机器人配合光纤激光器进行连续扫描，设定光纤激光器熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，送粉速度为30g/min，在螺旋桨浆轴磨损部位表面熔覆3层，合金熔覆层厚度0.5-0.7mm；光纤激光器的激光功率为1800W，标高为315mm，光纤激光器的光斑尺寸为4mm×4mm，扫描速度为800mm/min，搭接量为2mm；E、在激光熔池的一侧设置通气管，用于向冷却中的激光熔池通入氩气进行冷却；F、对冷却后的激光熔敷部位进行磨削加工，并再次进行PT探伤，以确保螺旋桨浆轴的尺寸、表面质量均满足要求；检测激光熔敷部位的硬度，确保激光熔敷后的螺旋桨浆轴的硬度满足要求。实施例3一种螺旋桨浆轴的激光修复方法，包括如下步骤：A、对螺旋桨浆轴进行清洗、检测尺寸，确定螺旋桨浆轴的磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除螺旋桨浆轴磨损部位的磨损疲劳层和腐蚀疲劳层；并检测未磨损处硬度；B、采用PT探伤对去除了磨损疲劳层和腐蚀疲劳层的磨损部位进行检查，确保磨损部位无表面缺陷和内部缺陷；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋桨浆轴的激光修复方法，其特征在于，包括如下步骤：/nA、对螺旋桨浆轴进行清洗、检测尺寸，确定螺旋桨浆轴的磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除螺旋桨浆轴磨损部位的磨损疲劳层和腐蚀疲劳层；并检测未磨损处硬度；/nB、采用PT探伤对去除了磨损疲劳层和腐蚀疲劳层的磨损部位进行检查，确保磨损部位无表面缺陷和内部缺陷；/nC、将按比例配制好的合金粉末进行混合，将混合后的合金粉末加入粉末输送系统；/nD、将螺旋桨浆轴固定在机床上，采用库卡机器人配合光纤激光器进行连续扫描，设定光纤激光器熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，送粉速度为25g～35g/min，在螺旋桨浆轴磨损部位表面熔覆2～3层，合金熔覆层厚度不低于0.5mm；/nE、在激光熔池的一侧设置通气管，用于向冷却中的激光熔池通入惰性气体进行冷却；/nF、对冷却后的激光熔敷部位进行磨削加工，并再次进行PT探伤，以确保螺旋桨浆轴的尺寸、表面质量均满足要求；检测激光熔敷部位的硬度，确保激光熔敷后的螺旋桨浆轴的硬度满足要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺旋桨浆轴的激光修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、对螺旋桨浆轴进行清洗、检测尺寸，确定螺旋桨浆轴的磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除螺旋桨浆轴磨损部位的磨损疲劳层和腐蚀疲劳层；并检测未磨损处硬度；
B、采用PT探伤对去除了磨损疲劳层和腐蚀疲劳层的磨损部位进行检查，确保磨损部位无表面缺陷和内部缺陷；
C、将按比例配制好的合金粉末进行混合，将混合后的合金粉末加入粉末输送系统；
D、将螺旋桨浆轴固定在机床上，采用库卡机器人配合光纤激光器进行连续扫描，设定光纤激光器熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，送粉速度为25g～35g/min，在螺旋桨浆轴磨损部位表面熔覆2～3层，合金熔覆层厚度不低于0.5mm；
E、在激光熔池的一侧设置通气管，用于向冷却中的激光熔池通入惰性气体进行冷却；
F、对冷却后的激光熔敷部位进行磨削加工，并再次进行PT探伤，以确保螺旋桨浆轴的尺寸、表面质量均满足要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建方，刘少彬，马万花，
申请(专利权)人：丹阳宏图激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32