[发明专利]一种合金结构钢扩散段壳体待胶接表面的毛化方法

说明书

本发明公开了一种合金结构钢扩散段壳体待胶接表面的毛化方法，具体涉及合金结构钢表面处理技术领域，本发明通过在特定的激光参数控制下，分别进行三次毛化处理，在第一次毛化处理中，得到较浅且较窄的螺旋状毛化凹坑，然后通过在毛化凹坑内部喷涂一层含有合金微粉的熔融材料，并进行高温加热处理，形成超细晶粒，并且在熔融材料表面进行了第二次毛化处理，形成若干个毛化凹坑和边缘凸起，而在第三次毛化处理中，形成与第一次和第二次方向相反同时较深且较宽的螺旋状毛化凹坑，使得待胶接表面的粗糙度大幅提高，使得胶接强度也得到的很好的提升，而且熔融材料的添加保障了扩散段壳体的强度，使得抗破坏能力也得到了提高。

技术领域

本发明涉及合金结构钢表面处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种合金结构钢扩散段壳体待胶接表面的毛化方法。

背景技术

目前，对合金结构钢扩散段壳体的连接一般通过对待胶接表面进行毛化处理后在进行胶接处理，而使用毛化技术进行连接，既能够充分发挥复合材料的整体性能，避免开孔引起的应力集中问题，又能够传递较大的载荷，因此，毛化技术在胶接领域被广泛运用。

现有技术中最常用的毛化方法为喷砂处理和激光毛化处理，而经过喷砂处理的扩散段壳体表面粗糙度不均匀，材料表面形貌和微观结构不能量化控制，导致扩散段组件胶接强度的可靠性和稳定性较差，进而使产品的质量可靠性无法得到有效保障，而在激光毛化处理的过程中一般只是简单的通过调节不同的激光参量来调节毛化的程度，不仅各参数设置难以很好的配合，而且处理后硬度降低，使得抗破坏能力整体降低，并且毛化后的胶接强度也得不到很好的保障。

因此，针对现有技术中激光毛化存在的问题，如果能规避现有激光毛化方法的不足，提高激光毛化的处理效果、处理后的硬度和胶接强度，对推广激光毛化技术的应用有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种合金结构钢扩散段壳体待胶接表面的毛化方法，本发明所要解决的技术问题是：经过喷砂处理的扩散段壳体表面粗糙度不均匀，使产品的质量可靠性无法得到有效保障，而在激光毛化处理的过程中不仅各参数设置难以很好的配合，而且处理后硬度降低，使得抗破坏能力整体降低，并且毛化后的胶接强度也得不到很好的保障的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种合金结构钢扩散段壳体待胶接表面的毛化方法，包括以下步骤：

S1、第一次毛化处理

S11、将合金结构钢扩散段壳体使用固定夹具进行固定，调整激光头，并设置所述激光头的参数，使待胶接的表面位于激光光斑的焦平面上。

S12、然后控制固定夹具带动合金结构钢扩散段壳体转动，同时控制激光器沿着合金结构钢扩散段壳体轴线水平方向移动。

S13、使得激光头发出激光脉冲可以在壳体待胶接表面形成较浅且较窄的螺旋状毛化凹坑，此时完成第一次毛化处理。

其中，所述激光头的参数为：输出功率2-4KW，光脉冲功率为40-46W，光斑尺寸为35-45μm，点距为80-120μm，激光重复频率为38-60kHz，光脉宽为3-5μs，随机率为58-72％，分布密度在45-55点/平方毫米。

S2、第二次毛化处理

S21、将合金结构钢扩散段壳体使用固定夹具进行固定，并在第一次毛化处理后形成的螺旋状毛化凹坑表面用脉冲激光喷涂一层含有合金微粉的熔融材料。

S22、然后对熔融材料进行高温加热处理，在脉冲激光束作用下，与合金结构钢扩散段壳体表面熔合，使其冷却后形成凸包。

S23、再次通过上述步骤对形成的凸包表面进行第二次毛化处理，使得凸包内部形成毛化凹坑，凸包边缘形成凸起。

S3、第三次毛化处理