[发明专利]一种齿轮热处理穿透性裂纹激光修复工艺

说明书

本发明涉及一种齿轮热处理穿透性裂纹激光修复工艺，利用激光熔敷对重型齿轮进行修复，具有光束加热速度快，热量集中，热影响区小，应力小等特点，采用激光修复不会增加对本体过热及过大的热影响导致的应力；获得的重型齿轮其修复部位的硬度不低于本体硬度；采用V型坡口添加打底材料或表面熔覆材料，熔覆后易于结合，连接牢固；对于打底材料每做完一层要用圆头锤及头部R5的斩子对粉层去应力击打，有效去除层间熔覆应力；多层熔覆时每层起头及收尾不允许重复在同一部位，有效避免应力集中；修复前和修复后，反复采用PT和MT探伤进行裂纹确认，确保熔覆质量。

技术领域

本发明涉及激光焊接工艺技术领域，特别是一种齿轮热处理穿透性裂纹激光修复工艺。

背景技术

重型齿轮通常采用中碳钢或渗碳钢制造，为了提高齿轮的使用强度及使用寿命，常用的工艺是感应热处理工艺或者渗碳淬火的工艺对齿面进行淬火强化，但在一些感应设备的设计或参数控制不当时，会使齿轮出现表面应力浅裂纹，严重时出现穿透性裂纹。如果采用普通修复工艺会有热量输入高导致热影响区过大，应力过大，增加变形，并且过热导致的组织晶粒粗大也会对周围及齿轮整体组织性能产生影响，增加再次裂纹的风险。同时普通修复工艺很难做到符合淬火硬度要求的技术效果。设计一种可以避免齿轮变形，并且熔覆层硬度满足要求的齿轮热处理穿透性裂纹激光修复工艺，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以避免齿轮变形，并且熔覆层硬度满足要求的齿轮热处理穿透性裂纹激光修复工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供的齿轮热处理穿透性裂纹激光修复工艺，包括如下步骤：

A、对重型齿轮表面进行清洗，并进行PT及MT探伤，以确定裂纹部位；

B、清除已探明的裂纹，并采用PT及MT进行再次探伤以确保裂纹被清除，将裂纹凹陷加工至V型120°坡口；

C、对重型齿轮进行预热，预热温度控制在150-180℃；对于裂纹深度大于2mm的凹坑需进行打底，打底材料选用镍基合金；表面采用不锈钢高硬合金粉熔覆，以保证获得同淬火层厚度一致的硬度和优于淬火性能的耐磨层；

D、进行激光熔覆，其工艺参数如下：功率为1.8～2.2kw；扫描速度为600～800mm/min；焦高为320mm，送粉速率为：3.2～3.8r/min；保护气速度为：5L/min；送粉气速度为：15L/min；使得熔覆部位尺寸高于本体；

E、对熔覆部位进行PT及MT探伤，确保熔覆部位没有裂纹；

F、对熔覆部位进行加工使得熔覆部位的尺寸恢复至成品尺寸；对加工后的熔覆部位进行PT及MT探伤，并检测硬度，确保检测结果符合要求。

进一步，所述步骤C中，激光熔覆打底材料镍基合金的成分为：C≤0.05%，Si2.6-3.5%，B1.0-1.5%，Cr≤ 8%，余量为Ni和不可避免的杂质；

进一步，所述步骤C中，不锈钢高硬合金粉的材料成分为C≤0.15%，Cr12.5-14.5%，Si0.5-1.5%，B1.3-1.8%，Mo0.5-1.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步，所述步骤C中，对于裂纹深度大于2mm的凹坑行打底时，每做完一层打底材料要用圆头锤及头部R5的斩子对粉层去应力击打，去除层间熔覆应力。

进一步，所述步骤C中，打底材料进行多层熔覆时每层起头及收尾不允许重复在同一部位，避免应力集中。