[发明专利]适用于坑腔空间的现场修复方法

权利要求书

1.一种适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

对存在缺陷的待加工面部位车削清除；

规划用机器人进行弧焊；

通过中频感应进行内外加热；

利用机器人对待加工面部分进行焊接修复；

所述利用机器人对待加工面部分进行焊接修复的步骤，包括：

预热步骤：采用现场热处理设备进行焊前预热并保温，保温结束后用红外线测温仪进行温度测量，满足范围后执行下一补焊步骤；

补焊步骤：采用弧焊机器人对待加工面的消缺部位进行堆焊，堆焊尺寸恢复至原尺寸；采用分层分道焊接；补焊后进行保温及热处理，最终热处理在密封面堆焊后一并执行；

堆焊坡口车削步骤：采用数控加工设备对堆焊面进行堆焊坡口加工，对坡口面及堆焊位置进行着色检验；

堆焊步骤：对堆焊进行预热，采用分层分道进行堆焊；

热处理步骤：热处理温度与基材的回火温度保持一致，升温速度、保温温度、保温时间、降温速度、拆包温度均以监控热电偶显示为准；

成形机加工步骤：确认最终待加工面的轮廓尺寸，进行数控编程并确认程序正确，最后进行待加工面的成形加工；

通过机器人进行弧焊的步骤，包括：

离线仿真步骤：离线建立坑腔的虚拟模型，根据坑腔结构确定匹配的焊枪的长度、形状和姿态，虚拟示教焊枪运动的轨迹和路径，确定焊接轨迹和姿态均与坑腔内部结构无冲突；

参数移植步骤：在实验室将机器人与变位机联动来模拟现场待加工面所属部件的位置与姿态，构建与现场在线修复环境一样的工作状态和模式，通过这一模拟获取全套工艺参数，将离线模拟的参数移植到现场；

机器人三点示教步骤：通过三点定位计算出圆心，从而规划出一个圆的轨迹，完成示教工作；

焊道及轨迹规划步骤：必须采取多层多道焊，在实际施焊时，根据已建立的空间几何坐标图，通过如下步骤完成多层多道的焊道规划：

1)三点寻位；

2)根据图纸中施焊面与待加工面所属部件的法兰边缘的高度差和半径差计算新的工具坐标系；

3)对于多层多道堆焊，根据每道的焊厚确立偏移量，进行焊接轨迹精度校准；然后依据工艺需求切分和偏移圆的轨迹，根据几何位置确定不同的起始和结束焊接位置，满足焊接接头错开的技术需求；

通过工艺试验根据焊接电流、送丝速度和焊接速度参数确立每道焊缝的余高及宽度，进而利用焊接偏移程序来完成多层焊道的实施，即在Z方向确立焊道的位置高度，在Y方向确立焊道的相对偏移位置；在整个焊接过程中在弧焊机器人中输入后续焊道的Z向和Y向位置偏移值实现按照预先规划的轨迹和速度进行焊接。

2.根据权利要求1所述的适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，所述车削的区域包括原堆焊层材料和焊接热影响区；车削结束后进行光谱检验确认和着色检验以确保缺陷全部清除。

3.根据权利要求1所述的适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，所述通过中频感应进行内外加热的步骤，包括：

对于内壁热处理，将内加热感应热线圈固定在L型移动盘上，连接好加热电源和内加热感应线圈的水冷电缆；焊接或修复前，内加热感应线圈通过升降台工装先移动到坑腔的法兰口，然后再进入到坑腔的腔体内直至待加工面的位置；

对于外壁热处理，将柔性空冷加热电缆直接缠绕在待加工面所属部件的外壁，从阀待加工面所属部件开始预热到整个焊接结束时柔性空冷加热电缆一直处于工作状态，在柔性空冷加热电缆外壁形成一道热坝；

内壁和外壁热处理同时开始工作，预热温度恒定后，只退出内加热感应热线圈，外壁热处理继续恒定温度，以保证焊接或修复过程中的层间温度；完成焊接或修复后，内加热感应热线圈进入，与外加热线圈以相同的升温速率、恒温时间、降温速率开始进行焊后热处理，直至整个热处理过程全部完成。

4.根据权利要求1所述的适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，待加工面为密封面，待加工面所属部件为阀座。

5.根据权利要求1所述的适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，还包括修后检验步骤。