[发明专利]机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置及其焊修方法

权利要求书

1.一种机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置，其特征是，包括T型槽底座（1）、双向变位器（2）、三爪卡盘（3）、直线机器人（6）、激光熔覆头（5）和激光器（8），装夹有喷嘴环（4）的三爪卡盘（3）通过双向变位器（2）固定安装在T型槽底座（1）上，喷嘴环（4）上方通过直线机器人（6）设置有激光熔覆头（5），激光熔覆头（5）一端通过光纤（7）连接激光器（8），激光熔覆头（5）另一端通过管道（12）分别连接有冷水机（9）、氩气瓶组（10）和送粉机（11）。

2.根据权利要求1所述的机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置，其特征是，所述激光器（8）为半导体激光器，功率为200~2000W可调。

3.根据权利要求1所述的机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置，其特征是，所述冷水机（9）提供激光器（8）和激光熔覆头（5）的冷却用水并循环冷却。

4.根据权利要求1所述的机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置，其特征是，所述氩气瓶组（10）提供高纯度氩气作为焊接保护气和金属粉末输送的动力气。

5.根据权利要求1所述的机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置，其特征是，所述送粉机（11）使用高纯氩气输送高镍硬质合金粉末做焊接材料。

6.根据权利要求5所述的机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置，其特征是，所述高镍硬质合金粉末含有50%以上的硬质金属，硬质金属为镍、铬、钽、铌、钛和钼。

7.根据权利要求1所述的机车柴油机增压器喷嘴环激光焊修装置的焊修方法，其特征在于，包括以下焊修步骤：

第一步：开焊接坡口：对喷嘴环进行检查，找出所有的裂纹，用标准卡板对裂纹进行标记，再切割、打磨，将所有裂纹做成统一规格的坡口；

第二步：光束定位：将喷嘴环用三爪卡盘固定在双向变位器上，调整双向变位器的角度使喷嘴环斜置合适的位置，再调整激光熔覆头的位置，将导引光束定位在喷嘴环开口上，从而确定激光熔覆头的X、Y轴方位，通过高度块确定激光熔覆头的Z轴方位，此时激光熔覆头出光方位竖直向下，与喷嘴环开口成一定角度，可以使焊缝与喷嘴环外壁充分融合；

第三步：激光熔覆：在喷嘴环开口底部垫上随形铜块，确保铜块牢靠，该铜块形状按喷嘴环的形状配制，垫在开口下面既可以减少粉末流失也可以保证焊缝底部的形状，随后启动焊接程序，激光熔覆头先出保护气、再送粉、最后出光，直线机器人同时按预定程序运动，使金属粉末在喷嘴环和铜块形成的熔池内与喷嘴环的材料融合、凝固形成一层焊缝，通过合适的送粉速度、激光功率、机器人移动速度，可以确保焊缝有足够的厚度把喷嘴环开口完全焊满，熔池填满后，程序自动结束出光、送粉、送气，激光熔覆头回到原位待机；

第四步：重复焊补：双向变位器转动一定角度，使下一处喷嘴环开口移动到当前位置，重复工序第三步完成焊补，然后重复操作直至所有喷嘴环裂纹开口焊补完成；

第五步：焊缝修形和检查：对焊缝进行打磨，以保证更好的连接强度，修形后的焊缝经渗透探伤检查没有裂纹则修复完成。