[发明专利]一种基于激光熔覆焊接的采煤机行星架的修复方法

摘要

本发明公开了一种基于激光熔覆焊接的采煤机行星架的修复方法，该方法包括：一、激光熔覆焊接的焊前处理；二、圆柱段连接轴的外圆面的激光熔覆焊接；三、位于多个花键齿末端的凹坑的激光熔覆焊接；四、激光熔覆焊接的焊后处理。本发明修复方法流程简单，在激光熔覆焊接修复行星架的过程中，能够避免行星架产生热变形和热疲劳损伤，同时熔覆层与基体材料的结合强度高，能够避免对行星架的外花键产生二次损伤，修复精度高，修复成本低，便于推广应用。

主权项

1.一种基于激光熔覆焊接的采煤机行星架的修复方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n步骤一、激光熔覆焊接的焊前处理，具体包括以下步骤：/n步骤101、行星架内外表面的清洗；/n步骤102、行星架组成成分的检测：首先对已完成步骤101中行星架内外表面清洗的行星架(1)的组成成分进行检测，再对所述行星架(1)的不同部位进行硬度检测，根据所述行星架(1)的组成成分的检测结果和所述行星架(1)的不同部位的硬度检测结果，确定激光熔覆焊接修复所述行星架(1)所采用的熔覆材料；/n步骤103、尺寸检验和磨损缺陷的检验：对已清洗的行星架(1)进行尺寸检验和磨损缺陷的检验；当磨损后的所述行星架(1)的圆柱段连接轴(1-1)的外径的超差值大于磨损前的圆柱段连接轴(1-1)的外径的允许超差范围时；当所述行星架(1)的外花键(1-2)的多个花键齿的末端存在凹坑(1-2-1)，且所述凹坑(1-2-1)的深度值的范围为2mm～4mm，所述凹坑(1-2-1)的横截面的面积的取值范围为200mm²～400mm²时，将所述圆柱段连接轴(1-1)的外圆面和多个位于花键齿末端的凹坑(1-2-1)标记为行星架(1)的待修复部位；/n步骤104、圆柱段连接轴的第一次车外圆加工：对待修复的圆柱段连接轴(1-1)进行第一次车外圆加工，其中，第一次车外圆加工后的圆柱段连接轴(1-1)的外径与磨损前的圆柱段连接轴(1-1)的外径之间的差值的范围为2mm～4mm，且第一次车外圆加工后的所述圆柱段连接轴(1-1)的外圆面的表面粗糙度不大于1.6μm；/n步骤二、圆柱段连接轴的外圆面的激光熔覆焊接，具体包括以下步骤：/n步骤201、行星架在激光融覆焊接机上的第一次装夹：将已完成第一次车外圆加工的所述行星架(1)装夹在激光融覆焊接机(3)上，具体操作过程包括：/n在已完成第一次车外圆加工的所述行星架(1)的两端分别固定安装第一封板(2-1)和第二封板(2-2)，之后，将所述行星架(1)装夹在激光融覆焊接机(3)上，其中，所述激光融覆焊接机(3)的四爪卡盘(3-1)卡装在所述外花键(1-2)上，所述激光融覆焊接机(3)的尾座顶尖(3-2)顶紧在第一封板(2-1)的端面的中心，所述激光融覆焊接机(3)的辊式支撑座(3-3)支撑在所述行星架(1)的中部；/n步骤202、圆柱段连接轴的外圆面激光熔覆焊接的熔覆参数的设定；/n步骤203、圆柱段连接轴的外圆面的激光熔覆焊接：/n启动所述激光融覆焊接机(3)，由所述激光融覆焊接机(3)的主轴带动所述行星架(1)转动，在所述行星架(1)转动的过程中，由所述激光融覆焊接机(3)的激光熔覆头(3-4)将所述熔覆材料沿着所述圆柱段连接轴(1-1)的轴向方向逐道熔覆在所述圆柱段连接轴(1-1)的外圆面上，形成单层熔覆层，其中，相邻的两道熔覆层之间的搭接宽度为0.4mm～0.8mm，所述单层熔覆层的厚度的取值范围为0.4mm～0.6mm；再由所述激光融覆焊接机(3)的激光熔覆头(3-4)将所述熔覆材料沿着所述圆柱段连接轴(1-1)的径向方向逐层熔覆在所述圆柱段连接轴(1-1)的外圆面上，形成圆环形修复熔覆层(4-1)，当圆环形修复熔覆层(4-1)的外径大于所述圆柱段连接轴(1-1)的基体材料的外径时，且所述圆环形修复熔覆层(4-1)的外径与所述圆柱段连接轴(1-1)的基体材料的外径之间的差值范围为1mm～2mm时，所述激光融覆焊接机(3)的激光熔覆头(3-4)停止向所述圆柱段连接轴(1-1)的外圆面上熔覆所述熔覆材料；/n步骤三、多个位于花键齿末端的凹坑的激光熔覆焊接，具体包括以下步骤：/n步骤301、行星架在激光融覆焊接机上的第二次装夹：调转已完成步骤202中圆柱段连接轴的外圆面的激光熔覆焊接的所述行星架(1)的方向，将所述行星架(1)重新装夹在激光融覆焊接机(3)上，其中，所述激光融覆焊接机(3)的四爪卡盘(3-1)卡装在所述圆柱段连接轴(1-1)的外圆面上，所述激光融覆焊接机(3)的尾座顶尖(3-2)顶紧在第二封板(2-2)的端面的中心，所述激光融覆焊接机(3)的辊式支撑座(3-3)支撑在所述行星架(1)的中部；/n步骤302、多个位于花键齿末端的凹坑的激光熔覆焊接的熔覆参数的设定；/n步骤303、多个位于花键齿末端的凹坑的激光熔覆焊接：沿着所述外花键(1-2)的周向方向对多个所述凹坑(1-2-1)逐一进行激光熔覆焊接，对每个所述凹坑(1-2-1)进行激光熔覆焊接的方法均相同，对单个所述凹坑(1-2-1)进行激光熔覆焊接的方法包括以下过程：/n启动所述激光融覆焊接机(3)，由所述激光融覆焊接机(3)的主轴带动所述行星架(1)转动，当待修复的凹坑(1-2-1)的深度方向呈竖直状态时，将所述激光融覆焊接机(3)的主轴固定；之后，由所述激光融覆焊接机(3)的激光熔覆头(3-4)沿着所述待修复的凹坑(1-2-1)的长度方向往复移动，将所述熔覆材料逐道熔覆在所述待修复的凹坑(1-2-1)内，形成凹坑修复熔覆层(4-2)，其中，相邻的两道熔覆层之间的搭接宽度为0.4mm～0.8mm；当所述凹坑修复熔覆层(4-2)高于所述外花键(1-2)的基体材料，且所述凹坑修复熔覆层(4-2)与所述外花键(1-2)的基体材料之间的高度差的范围为1mm～2mm；所述凹坑修复熔覆层(4-2)的边界大于所述待修复的凹坑(1-2-1)的边界，且所述凹坑修复熔覆层(4-2)的边界与所述待修复的凹坑(1-2-1)的边界之间的差值为5mm～8mm时，所述激光融覆焊接机(3)的激光熔覆头(3-4)停止向所述待修复的凹坑(1-2-1)内熔覆所述熔覆材料；/n步骤四、激光熔覆焊接的焊后处理，具体包括以下步骤：/n步骤401、行星架的去应力处理：拆除第一封板(2-1)和第二封板(2-2)，之后，采用超声冲击去应力设备对激光熔覆焊接后的行星架(1)进行去应力处理，其中，超声冲击去应力设备的振动频率为25kHz～35kHz，超声冲击去应力设备的振动时间的范围为20min～25min；/n步骤402、圆柱段连接轴的第二次车外圆加工：采用钢刷去除激光熔覆焊接后的圆柱段连接轴(1-1)的表面氧化层；之后，采用立式车床对激光熔覆焊接后的圆柱段连接轴(1-1)的外圆面进行第二次车外圆加工，得到修复后的圆柱段连接轴，其中，修复后的圆柱段连接轴(1-1)的外径的超差值必须在磨损前的所述圆柱段连接轴(1-1)的外径的允许超差范围内，且所述圆柱段连接轴(1-1)的表面粗糙度不大于3.2μm；/n步骤403、多个位于花键齿末端的凹坑激光熔覆焊接后的修磨加工：采用抛光轮对多个所述凹坑修复熔覆层(4-2)进行修磨，使所述凹坑修复熔覆层(4-2)的表面粗糙度不大于6.3μm。/n