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1、10申请公布号CN102021565A43申请公布日20110420CN102021565ACN102021565A21申请号200910187571X22申请日20090923C23C24/10200601C22C19/0520060171申请人沈阳大陆激光技术有限公司地址110136辽宁省沈阳市沈北新区道义经济开发区沈北路29号72发明人李运强张静波陈江74专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人韩辉54发明名称一种内燃机增压器喷嘴环的修复方法57摘要一种内燃机增压器喷嘴环的修复方法，包括有清理喷嘴环裂纹、激光熔覆、修形和检测步骤，其特点是清理喷嘴环裂纹时开取激光熔覆上口4。
2、5MM，底口23MM，深2MM的形专用坡口；激光熔覆时采用全固态1KW激光器、全自动机械手臂进行激光熔覆的单面熔覆双面成型工艺操作。本发明实现了内燃机增压器喷嘴环的修复，而且修复工艺操作简单、适应性强、热变形小、规范性强，修复后的喷嘴环满足增压器的使用要求，对降低内燃机增压器的维修成本具有较大价值。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102021579A1/1页21一种内燃机增压器喷嘴环的修复方法，包括有清理喷嘴环裂纹、激光熔覆、修形和检测步骤，其特征在于清理喷嘴环裂纹时开取激光熔覆上口45MM，底口23MM，深2MM的形专用坡口；。
3、激光熔覆时采用全固态1KW激光器、全自动机械手臂进行激光熔覆的单面熔覆双面成型工艺操作，激光熔覆参数为熔池直径23MM，深度0204MM，加热时间00101S，激光熔覆材料化学成份以质量百分数表示C008、MN05、SI03、CR1923、MO35、W35、AL13、TI24、FE35、B00020006、ZR003008、NI余量。2根据权利要求1所述的内燃机增压器喷嘴环的修复方法，其特征在于激光熔覆中采用了确保光头与熔覆坡口的始终垂直的工装，该工装包括底座，底座上设有支架，支架上设有卡盘，卡盘上设有卡盘旋转电机和卡盘翻转角度电机。权利要求书CN102021565ACN102021579A1。
4、/3页3一种内燃机增压器喷嘴环的修复方法技术领域0001本发明涉及一种内燃机零部件的修复方法，特别是涉及一种采用激光熔覆的方式修复内燃机增压器喷嘴环的方法，属于IPC国际专利分类表中的C23C24/10200601I技术领域。背景技术0002增压器是内燃机车提高功率，降低能耗的重要设备，在增压器中喷嘴环是关键部件。由于喷嘴环长期在650700高温下持续工作，承受着氧化、腐蚀、冷热疲劳和热冲击的作用，因此，在喷嘴环内护环叶片排气边侧极易出现裂纹。而喷嘴环一旦出现裂纹，将无法继续使用，需将其进行更换。0003随着我国铁路运事业的发展需求，内燃机车不断增速，目前大部分机车都在超负荷情况下运行，内燃机。
5、车里的关键部件增压器的故障率也不断增加，而在增压器检修过程中90以上需要对喷嘴环进行更换，每年大约更换二千台次以上，因此，铁道部为了降低增压器的维修成本，加快维修工期，要求必须对喷嘴环进行修复。0004因此，选择适当的内燃机增压器喷嘴环修复方法，保证修复后内燃机增压器喷嘴环的热变形小、规范性强及修复后的喷嘴环满足增压器的使用要求，是当前亟待解决的课题。0005激光熔覆修复技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。0006激光熔覆修复技术利用高能量激光束聚集能量极高的特点，瞬间将在基材表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金粉末完全熔化，同时基材部分。
6、熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层，以达到恢复几何尺寸和表面强化的目的。0007目前，关于利用激光熔覆工艺进行设备部件修复的专利和报道很多例如，0008公开号为CN101109083的中国发明专利申请给出的发动机曲轴激光熔覆修复工艺，是按以下步骤进行A在室温对曲轴表面进行除油除锈处理；B选用DLHLT10000型CO2激光器，工作台为数控机床，利用激光器自动送粉装置把铁基或镍基自熔合金粉末送入熔池，在曲轴表面进行激光熔覆修复和强化；工艺参数为熔覆功率P1000W10000W；光斑直径D2MM20MM；扫描速度V2002000MM/MIN；搭接率20。
7、40。0009公开号为CN101204757的中国发明专利申请给出的一种薄壁圆筒件的激光熔覆工艺，其工艺参数是熔池尺寸直径为25MM、扫描速度是1540MM/S，功率20005000W；按螺旋线进行熔覆；其特征在于每条螺旋线的始点按圆周分区交替进行，区域顺序保持尽量大的夹角。0010公开号为CN101100746的中国发明专利申请给出的渗碳类重载齿类件齿面激光熔覆粉末材料及修复方法，该粉末材料包括以下质量百分数的物质080110说明书CN102021565ACN102021579A2/3页4C，750900MN，090130CR，020035MO，200350B，250350SI，杂质P006。
8、，杂质S004，其余未FE；粉末粒度为140目260目。激光熔覆单位时间作用能量密度为10108W/M2109W/M2。0011现有技术给出的上述技术方案虽能利用激光熔覆工艺对部分设备部件进行修复，并通过配制适当的熔覆材料克服了激光熔层存在的裂纹、气孔和微观结构不均匀性的问题，取得一定的技术效果。但对其他特定的设备部件，尤其是在像内燃机增压器喷嘴环这种关键部件，能否采用常规的激光熔覆修复工艺进行无裂纹和气孔缺陷、均质的修复，经本申请人检索查证国内尚无先例，国外也没有见到相关报道，寻找出适当的采用激光熔覆的方式修复内燃机增压器喷嘴环的方法仍需所属领域的技术人员进一步作出创造性的研究工作。发明内容。
9、0012本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，通过反复研究改进，给出了一种内燃机增压器喷嘴环的修复方法，该修复方法实现了内燃机增压器喷嘴环的修复，而且修复工艺操作简单、适应性强、热变形小、规范性强，修复后的喷嘴环满足增压器的使用要求，对降低内燃机增压器的维修成本具有巨大价值。0013本发明给出的技术方案是这种内燃机增压器喷嘴环的修复方法，包括有清理喷嘴环裂纹、激光熔覆、修形和检测步骤，其特点是0014清理喷嘴环裂纹时开取激光熔覆上口45MM，底口23MM，深2MM的形专用坡口；0015激光熔覆时采用全固态1KW激光器、全自动机械手臂进行激光熔覆的单面熔覆双面成型工艺操作，激光熔覆参数为熔。
10、池直径23MM，深度0204MM，加热时间00101S，激光熔覆材料化学成份以质量百分数表示C008、MN05、SI03、CR1923、MO35、W35、AL13、TI24、FE35、B00020006、ZR003008、NI余量。0016在上述技术方案的激光熔覆中采用的全固态1KW激光器、全自动机械手臂为现有本行业的通用专业设备。0017为更好的完成本发明的目的，确保所开取的激光熔覆专用坡口在加工过程中与光头保持垂直，所述激光熔覆中采用了确保光头与熔覆坡口的始终垂直的工装，该工装包括底座，底座上设有支架，支架上设有卡盘，卡盘上设有卡盘旋转电机和卡盘翻转角度电机，将喷嘴环安装在卡盘上，用卡盘翻。
11、转角度电机调整喷嘴环熔覆部位的坡口与在全自动机械手臂上的光头垂直，以保持激光熔覆过程中的始终垂直，将此坡口激光熔覆完成后，用卡盘旋转电机带动卡盘转动至喷嘴环的下一个熔覆坡口后，再调整卡盘翻转角度电机和光头，实现光头与熔覆坡口垂直后，再进行激光熔覆，以此方法循环至喷嘴环上所有坡口熔覆完成，此工装利用卡盘旋转电机和卡盘翻转角度电机，轻松实现了每个激光熔覆坡口角度的调整，保证了在激光熔覆过程中光头与熔覆坡口的始终垂直。0018与现有技术相比，本发明的有益效果是实现了内燃机增压器喷嘴环的修复，而且本修复工艺操作简单、适应性强、热变形小、规范性强，修复后的喷嘴环满足增压器的使用要求，对降低内燃机增压器的。
12、维修成本具有巨大价值。说明书CN102021565ACN102021579A3/3页5附图说明0019附图为激光熔覆用工装的结构示意图。具体实施方式0020实施例1某内燃机增压器喷嘴环的修复过程0021喷嘴环损伤情况在喷嘴环内护环叶片排气边侧存在五条，长度在25MM裂纹。0022修复步骤如下00231修复前检测并记录。00242激光熔覆前将检测出的五条裂纹，分别开取上口4MM，底口2MM，深2MM；上口4MM，底口3MM，深2MM，上口5MM，底口2MM，深2MM；上口5MM，底口3MM，深2MM；上口4MM，底口3MM，深2MM；五个激光熔覆专用形坡口。00253激光熔覆0026熔覆时将喷嘴。
13、环安装在工装上，调整坡口角度，方便激光熔覆。0027熔覆时实现激光熔覆的单面熔覆双面成型工艺方法，其工艺参数为熔池直径2MM，深度约03MM，加热时间001S，激光熔覆材料化学成份以质量百分数表示C008、MN05、SI03、CR1923、MO35、W35、AL13、TI24、FE35、B00020006、ZR003008、NI余量。00284修形；00295熔覆后检测并记录，不允许有裂纹、气孔、夹杂等缺陷。0030如图所示，激光熔覆过程中使用的工装，主要包括底座1、支架2、卡盘3、卡盘旋转电机4、卡盘翻转角度电机5，其中底座1上设有支架2，支架2上设有卡盘3，卡盘3上设有卡盘旋转电机4和卡盘翻转角度电机5。将喷嘴环6安装在卡盘3上，用卡盘翻转角度电机5调整喷嘴环6熔覆部位的坡口与在全自动机械手臂7上的光头8垂直，以保持激光熔覆过程中的始终垂直，将第一坡口激光熔覆完成后，用卡盘旋转电机4带动卡盘3转动至第二个熔覆坡口，调整卡盘翻转角度电机5和光头8，实现光头8与第二熔覆坡口垂直后，继续进行激光熔覆，以此方法将剩余三个坡口熔覆完成。图中标记9为全固态激光器。0031该工装角度调整精确、简便，满足喷嘴环的激光熔覆作业要求。说明书CN102021565ACN102021579A1/1页6说明书附图CN102021565A。