[发明专利]泵类壳体及叶片微细裂纹激光强化延寿方法

摘要

本发明公开了一种泵类壳体及叶片微细裂纹激光强化延寿方法，涉及机械制造与激光加工应用技术领域，本方法充分结合了激光熔覆和激光冲击强化的特点，即先对微细裂纹进行激光熔覆修复，再对熔覆层进行激光冲击强化处理，有效解决了泵类壳体及叶片在激光熔覆修复过程中易产生裂纹、气孔等内部缺陷问题，避免了常规加工方法中的焊接变形，热影响区大，易出现热裂纹等问题；该方法可在材料表面产生高幅值残余压应力,有效提高材料表面的微动疲劳抗力,综合改善材料的机械性能,大幅度提高材料的疲劳寿命,达到延寿和提高其可靠性和安全性的目的。

主权项

泵类壳体及叶片微细裂纹激光强化延寿方法，其特征在于：先对微细裂纹进行激光熔覆修复，再对熔覆层进行激光冲击强化处理，在材料表面产生高幅值残余压应力,有效提高材料表面的微动疲劳抗力,综合改善材料的机械性能,大幅度提高材料的疲劳寿命, 达到延寿和提高其可靠性和安全性的目的;具体包括以下步骤：第1步：修复前需对损伤泵类壳体及叶片进行宏观检查，确定表面裂纹的位置；对于泵类壳体及叶片的内部裂纹与缺陷采用无损探伤检测中的磁粉探伤法和渗透探伤法：即对可以磁化的部位进行磁粉探伤，不能磁化的部位进行渗透探伤，以检测叶片裂纹的具体位置、形状及大小；第2步：对损伤泵类壳体及叶片进行材料表面的除油除锈和喷砂处理，使表面洁净，防止杂质进入熔覆层形成夹杂物和缺陷，影响熔覆层质量和性能；第3步：裂纹清理及开坡口；采用风铲方法铲除裂纹并成形坡口，坡口采用30%的硫酸或硝酸酒精清洗；第4步：采用同步式激光熔覆修复损伤泵类壳体及叶片：即激光束(1)经反射镜(2)完成光束的汇聚和变换，同时送粉器把金属熔覆粉末送达预设位置，然后激光束经激光工作头输出作用于裂纹部位，利用其高能量，不断熔化金属熔覆粉末和叶片基体材料，使金属熔覆粉末和基体紧紧结合在一起，在工件由左向右(4)以恒定速度运动下，成形熔覆层(3)，从而完成损伤零部件表面的熔覆修复；第5步：进行激光冲击强化处理；用酒精清洗熔覆层及高应力集中区表面,干燥后涂上黑漆,以水为约束层进行激光冲击强化处理,然后用酒精清洗冲击区的黑漆；第6步：对修复后的泵类壳体及叶片裂纹表面采用异型砂轮进行修整，使其达到表面质量要求；第7步：对修复件进行无损检测。