交通船闸阀门主轨道镶面板 激光熔覆工艺规程

船闸平板阀门主轨道镶面板激光熔覆工艺规程   1范围本文件规定了船闸平板阀门主轨道镶面板激光熔覆加工工艺流程及质量检验验收标准。本文件适用于指导船闸平板阀门主轨道镶面板激光熔覆加工。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。1）GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差2）GB/T6402钢锻件超声检测方法3）GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法4）GB/T1031产品几何技术规范表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值5）JTS257-2008水运工程质量检验标准6）DB32T3973-2021交通船闸大修工程质量检验规范3术语和定义3.1阀门主轨道镶面板（Valvemaintrackpanel）一种用于支承阀门主滚轮往复运动的可拆装部件，安装在船闸平板阀门主轨道表面，与阀门主滚轮构成摩擦副，具有耐腐蚀和耐磨等特性。3.2激光熔覆（LaserCladding）激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的金属材料表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层，以显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化性能。激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。本文件采用的是同步式激光熔覆。4一般规定4.1主要设备激光熔覆镶面板制作过程中采用的主要设备见表1所列（不限于）。表2激光熔覆镶面板主要加工设备序号设备名称用途1铣床镶面板粗加工和精加工2激光熔覆成套设备镶面板激光熔覆3烘干设备（镍基）合金粉烘干4温控电加热设备预热热处理5整形机熔覆后整形6保温设备熔覆后保温7装夹台架镶面板装夹4.2作业环境：镶面板激光熔覆应在室内进行，要求湿度≤85%，环境温度不低于5℃，空气流速小于2m/s。4.3检测仪器（见表2）：表2激光熔覆镶面板主要检测仪器（不限于）序号设备名称用途1硬度仪镶面板基材及熔覆层硬度检测2超声波探伤仪裂纹检测3游标卡尺外形尺寸检测4粗糙度仪表面粗糙度检测5直尺、靠尺、塞尺平整度5准备工作5.1基材准备：5.1.1按设计要求准备相应的毛坯材料，并进行热处理。5.1.2粗加工：尺寸宜预留加工余量（长+10mm、宽+1mm、厚+1mm）。5.1.3去除基材熔覆表面氧化层、油渍、浮锈等，露出金属光泽。5.1.4检验人员按相关要求检测验收（参照：JTS257-2008水运工程质量检验标准、DB32T3973-2021交通船闸大修工程质量检验规范）。5.2设备准备5.2.1所需的加工、烘干、加热、激光熔覆、装夹、整形等设备就位。5.2.2设备调试，保持良好技术状况。5.3工艺参数设定运用PDCA循环，通过实验纠偏法，确定粉末合金配比、激光功率、光斑直径、离焦量、道间距（搭接率）、送粉速度、扫描速度、气压、预热温度等工艺参数。6工艺流程6.1工艺流程图见图1。图1激光熔覆工艺流程图6.2预热6.2.1使用烘干机将合金粉末烘干除湿。6.2.2将基材加温预热，温度控制在90℃~110℃。6.3装夹6.3.1调平装夹台架。6.3.2预热后的基材放至装夹台架固定，并控制水平度≤1mm/m。6.4工件熔覆6.4.1在送粉器中添加已烘干的合金粉末，手动检查调整送粉器，保证粉末连续，均匀后，再切换至自动模式。6.4.2调整机械手至运行起始位置。6.4.3输入已确定的激光功率、光斑直径、离焦量、道间距（搭接率）、送粉速度、扫描速度、气压等工艺参数。打开振镜、送丝、气阀、激光使能开关。核实数据后启动设备。6.4.4开始熔覆。观察熔层厚度、颜色，是否挂瘤、开裂。如出现厚度异常，及时检查机械手运行速度及出粉情况；如出现颜色深浅变化，及时检查激光功率及进气量情况；如出现挂瘤或裂纹，及时停止作业并检查各项参数。6.5工件冷却6.5.1将工件移出装夹台。6.5.2为防止熔覆层产生裂纹，采取保温缓冷措施冷却工件，保温宜在2小时以上。6.6整形6.6.1检查工件表面平整度情况，单工件平整度≤0.5mm/m。6.6.2平整度超标的宜用整形设备进行处理。6.7精加工6.7.1利用铣削设备对熔覆部位进行精加工。6.7.2加工其他相关尺寸，最后加工镶面板底面，确保镶面板厚度满足设计要求。6.7.3尺寸和粗糙度应满足设计和规范要求，熔覆面无熔覆纹路及其他缺陷。7质量检验7.1硬度7.1.1检验方法：采用硬度仪检测；每件测3处，每处5个点（如图2）。图2检测部位7.1.2检验标准：每5点必须有4点合格，则该处合格；3处全合格，则该件合格。7.1.3参照标准：GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法7.2覆层厚度7.2.1检验方法：采用成品检测法，使用游标卡尺量测。7.2.2检验标准：检测熔覆前基材厚度H1，检测成品尺寸H，H与H1的差值H2即为熔覆层厚度（见图3）。每件检测两端及中间3处，每处2点，共检测6点，5点合格，则该件合格。图3覆层厚度检测注：H为成型后厚度，H1为基材厚度，H2为覆层厚度7.2.3参照标准：GB/T1031产品几何技术规范表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值。7.3裂纹检测7.3.1检测方法：放大镜；超声波探伤仪。7.3.2检测标准a）、表面裂纹采用目测法，可用放大镜配合目测；b）、超声波探伤7.3.3参照标准：GB/T6402钢锻件超声检测方法。7.4外形尺寸检测7.4.1检测方法：游标卡尺、高度尺、卷尺等1m钢直尺等。7.4.2检测标准：长度方向用1m游标卡尺测量，每块测量两次；宽度、厚度可采用游标卡尺结合高度尺，每件每种数据检测2组以上。全部合格则工件合格。7.4.3参照标准：GB/T1031产品几何技术规范表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值、JTS257-2008水运工程质量检验标准、DB32T3973-2021交通船闸大修工程质量检验规范。7.5平直度检测7.2.5.1检测工具：1m钢直尺、塞尺。7.2.5.2检测方法：采用1m钢直尺、塞尺检测，每块测量两处。所有数据满足设计要求则合格。7.2.5.3参照标准：GB/T103