專利名稱：煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐煤氣膨脹透平機承缸的修復(fù)方法，特別是一種TRT煤氣透平膨脹 機承缸磨損后的激光修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
高爐煤氣膨脹透平機(簡稱TRT)的煤氣粉塵量超標對轉(zhuǎn)子葉片及承缸沖刷嚴重， 常常造成承缸內(nèi)徑被沖刷侵蝕。采用傳統(tǒng)堆焊的修復(fù)方法，承缸存在大量的夾渣、氣孔、裂 痕，嚴重影響了承缸再使用的壽命，所以企業(yè)一般會更換新的設(shè)備。隨著資源的匱乏，尋找 新的技術(shù)來發(fā)展TRT承缸表面修復(fù)技術(shù)成為眾多企業(yè)和科研機構(gòu)的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本專利要解決的問題是針對現(xiàn)有技術(shù)傳統(tǒng)堆焊的修復(fù)方法，承缸存在大量的夾 渣、氣孔、裂痕，嚴重影響承缸再使用壽命的缺陷，提供一種耐磨性好，硬度強、修復(fù)層具有 裂紋少、熔覆層與母材熔合率高、既經(jīng)濟，又行之有效的煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光 修復(fù)方法。實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案一種煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光修復(fù)方法，包括檢測煤氣透平膨脹機承缸 母體各部尺寸，確定磨損部位及其尺寸；其修復(fù)方法步驟包括A.修復(fù)前的準備a.表面除銹處理將工件表面打磨平整，然后進行清洗，去除承缸損傷部位的疲 勞層 0. 5-lmm ；b.檢測承缸母材材質(zhì)的硬度及成分；c.完成定位夾緊工裝，承缸內(nèi)徑用兩個支撐頂桿固定，外徑用三個固定套，通過螺 栓緊固；B.修復(fù)過程中a.根據(jù)b步驟的檢測結(jié)果調(diào)配鎳基合金粉末，該粉末的原料組分及重量百分比含 量為碳2% -7%，鉻20% -35%，鎳40% -45%、鐵20% ，熔覆后主要耐磨硬質(zhì)相為 Cr7C3 ；b.將承缸預(yù)熱到80_150°C ；c.將承缸固定在激光器機床上；調(diào)整激光器運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)為 激光功率1500-1800W，掃描速度500-1500mm/min，光斑直徑3mm，預(yù)置粉末層厚度為2mm，對 承缸損傷部位進行激光熔覆；C.修復(fù)后檢測整理a.采用著色粉探傷，檢測焊接是否存在焊接缺陷；b.對承缸做熱處理以去除焊接應(yīng)力，使承缸定形，其中熱處理溫度為520-550°C， 保溫6小時，當溫度下降到150°C以下后出爐；
c.拆卸夾緊工裝，采用立式車床加工熔覆后的承缸，使其達到圖紙要求。采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用激光熔覆的原理對承缸的損傷 部位進行修復(fù)。首先將需要修復(fù)的煤氣透平膨脹機承缸裝卡在激光機床上，由激光發(fā)生器 產(chǎn)生激光，采用預(yù)置合金粉末的方法，激光光斑在數(shù)控系統(tǒng)的控制下在承缸損傷區(qū)域內(nèi)做 往復(fù)運動，將合金粉末和承缸母材損傷區(qū)域熔化。此過程是迅速熔化和凝固的過程，承缸與 合金粉末會熔為一體，達到了修復(fù)的目的。由于用來修復(fù)承缸的合金粉末的機械性能較原 件的機械性能要好，同時激光熔覆工藝方法也會提高材料的性能，所以修復(fù)后承缸的機械 性能較原件要好。本發(fā)明用于激光修復(fù)TRT煤氣透平膨脹機承缸的損傷，既經(jīng)濟又有效地 解決了用傳統(tǒng)工藝修復(fù)后機械性能達不到使用要求的問題。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。本實施例是一種TRT煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光修復(fù)方法，該方法按照下 述步驟進行操作首先對需要修復(fù)的承缸進行拆卸；測量承缸各部的尺寸，整體清理灰塵、 油垢、銹蝕等，工件表面經(jīng)過除銹處理，并且用金相砂紙打磨平整，然后采用丙酮和高純酒 精進行清洗。去除磨損部分的疲勞層，去除厚度一般為0. 5-lmm。接著完成對承缸定位夾緊 工裝其方法是，內(nèi)徑用兩個支撐頂桿固定，外徑用三個固定套，直徑為30mm的螺栓36個緊 固；將承缸預(yù)熱到80-150°C。在上述工作準備好后，根據(jù)所檢測的結(jié)果配置激光修復(fù)所需 要的金屬合金粉末，所述熔覆粉末的含碳量2% -7%，含鉻量20% -35%,40% -45%的鎳， 20% 的鐵，熔覆層中主要耐磨硬質(zhì)相Cr7C3 ；調(diào)試激光器，調(diào)整激光器的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè) 定激光熔覆的技術(shù)參數(shù)為激光功1500-1800W，掃描速度500-1200mm/s，光斑直徑3mm，預(yù)置 粉末層厚度為2mm。對承缸損傷部位進行激光熔覆。修復(fù)后采用著色粉探傷，檢測是否存在 氣孔、夾渣、裂痕等焊接缺陷。對承缸做熱處理以去除殘余應(yīng)力，使承缸定形，其中熱處理溫 度為520-550°C，然后保溫6小時，當溫度下降到150°C以下后出爐。最后拆卸定位工裝，采 用立式車床加工承缸達到尺寸、表面光潔度均滿足工藝要求的圖紙要求。具體實施例實例1 修復(fù)前的準備首先對需要修復(fù)的承缸進行拆卸；測量承缸各部的尺寸， 整體清理灰塵、油垢、銹蝕等，工件表面經(jīng)過除銹處理，并且用金相砂紙打磨平整，然后采用 丙酮和高純酒精進行清洗。去除磨損部分的疲勞層，去除0. 5-lmm。接著對承缸進行工裝固 定內(nèi)徑用兩個支撐頂桿固定，外徑用三個固定套，直徑為30mm的螺栓36個緊固；將承缸 預(yù)熱到80-150°C。修復(fù)過程中在上述工作準備好后，根據(jù)所檢測的結(jié)果配置激光修復(fù)所 需要的金屬合金粉末，所述熔覆粉末的含碳量4%，含鉻量？了^^日^的鎳，對^的鐵，熔覆 層中主要耐磨硬質(zhì)相Cr7C3 ；調(diào)試激光器，調(diào)整激光器的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆的技術(shù)參 數(shù)為激光功率1100W，掃描速度650mm/min，光斑直徑3mm，預(yù)置粉末層厚度為2mm。對承缸 損傷部位進行激光熔覆。修復(fù)后進行檢測采用著色粉探傷，檢測是否存在氣孔、夾渣、裂痕 等焊接缺陷。對承缸做熱處理以去除殘余應(yīng)力，使承缸定形，其中熱處理溫度為520-550°C， 然后保溫6小時，當溫度下降到150°C以下后出爐。最后拆卸定位工裝，采用立式車床加工 承缸達到尺寸、表面光潔度均滿足圖紙的工藝要求。實例2 修復(fù)前的準備首先對需要修復(fù)的承缸進行拆卸；測量承缸各部的尺寸，整體清理灰塵、油垢、銹蝕等，工件表面經(jīng)過除銹處理，并且用金相砂紙打磨平整，然后采用 丙酮和高純酒精進行清洗。去除磨損部分的疲勞層0.5-lmm。接著對承缸進行工裝固定 內(nèi)徑用兩個支撐頂桿固定，外徑用三個固定套，直徑為30mm的螺栓36個緊固；將承缸預(yù)熱 到80-150°C。修復(fù)過程中在上述工作準備好后，根據(jù)所檢測的結(jié)果配置激光修復(fù)所需要 的金屬合金粉末，所述熔覆粉末的含碳量2. 5%，含鉻量5%，45 %的鎳，28%的鐵，熔覆 層中主要耐磨硬質(zhì)相Cr7C3 ；調(diào)試激光器，調(diào)整激光器的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆的技術(shù)參 數(shù)為激光功率1400W，掃描速度700mm/min，光斑直徑3mm，預(yù)置粉末層厚度為2. 0mm。對承 缸損傷部位進行激光熔覆。修復(fù)后進行檢測修復(fù)后采用著色粉探傷，檢測是否存在氣孔、 夾渣、裂痕等焊接缺陷。對承缸做熱處理以去除殘余應(yīng)力，使承缸定形，其中熱處理溫度為 520-550°C，然后保溫6小時，當溫度下降到150°C以下后出爐。最后拆卸定位工裝，采用立 式車床加工承缸達到尺寸、表面光潔度均滿足圖紙的工藝要求。 以上公開的僅為本發(fā)明的具體實施例，雖然本發(fā)明以較佳的實施例揭示如上，但 本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，在不脫離本發(fā)明的設(shè)計思想 和范圍內(nèi)，對本發(fā)明進行各種改動和潤飾，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光修復(fù)方法，包括檢測煤氣透平膨脹機承缸母 體各部尺寸，確定磨損部位及其尺寸；其特征在于，其修復(fù)方法步驟包括A.修復(fù)前的準備a.表面除銹處理將工件表面打磨平整，然后進行清洗，去除承缸損傷部位的疲勞層 0. 5-lmm ；b.檢測承缸母材材質(zhì)的硬度及成分；C.完成定位夾緊工裝，承缸內(nèi)徑用兩個支撐頂桿固定，外徑用三個固定套，通過螺栓緊固；B.修復(fù)過程a.根據(jù)b步驟的檢測結(jié)果調(diào)配鎳基合金粉末，該粉末的原料組分及重量百分比含量 為碳2% -7%，鉻20% -35%，鎳40% -45%、鐵20% - %，熔覆后主要耐磨硬質(zhì)相為 Cr7C3 ；b.將承缸預(yù)熱到80-150°C；c.將承缸固定在激光器機床上；調(diào)整激光器運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)為激光 功率1500-1800W，掃描速度500-1500mm/min，光斑直徑3mm，預(yù)置粉末層厚度為2mm，對承缸 損傷部位進行激光熔覆；C.修復(fù)后檢測整理a.采用著色粉探傷，檢測焊接是否存在焊接缺陷；b.對承缸做熱處理以去除焊接應(yīng)力，使承缸定形，其中熱處理溫度為520-550°C，保溫 6小時，當溫度下降到150°C以下后出爐；c.拆卸夾緊工裝，采用立式車床加工熔覆后的承缸，使其達到圖紙要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光修復(fù)方法，其特征在于， 所述的清洗，是采用丙酮或高純酒精對承缸上的灰塵、油污、銹蝕進行清理、清洗。
全文摘要
一種煤氣透平膨脹機承缸磨損后的激光修復(fù)方法，修復(fù)前檢測煤氣透平膨脹機承缸母體各部尺寸，確定磨損部位及其尺寸；將工件表面打磨平整，然后進行清洗，去除承缸損傷部位的疲勞層；檢測承缸母材材質(zhì)的硬度及成分；根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)配鎳基合金粉末，將承缸預(yù)熱到80-150℃固定在激光器機床上；調(diào)整激光器運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)，預(yù)置粉末層厚度為2mm，對承缸損傷部位進行激光熔覆；修復(fù)后檢測整理。本發(fā)明具有修復(fù)層具有裂紋少、與原材料熔合率高，修復(fù)后性能加大提高等優(yōu)點。
文檔編號C23C24/10GK102127763SQ201110004868
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者付宇明, 唐學鋒, 鄭麗娟, 韓宏升 申請人:唐山瑞兆激光技術(shù)機械修復(fù)有限公司