一种核电站泵轴激光熔覆修复工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种核电站栗轴激光熔覆修复工艺。
【背景技术】
[0002]核工业的发展，以及核工业标准的严格性很大程度制约了各种配件的使用，所以配件的寿命是核能发电最主要的，如果运行设备停机就意味着电力损失和经济损失，栗轴是核能发电用的最主要的消耗部件，由于一般要保证发电机组十几年不停机，这样就要保证栗轴的耐磨程度和耐腐蚀程度。又由于这些栗轴属于定制件，一般生产厂商不会根据订单进行生产，所以也不会有多余的备件供应，所以核电厂的栗，除了栗轴损坏外，其他部件是好的，如果一套栗全换价格比较昂贵，所以栗轴可以选择修复的方式以节约成本。
[0003]栗轴损坏的主要形式及原因:
[0004](I)轴弯曲多发生的原因是:转子动平衡过大，转子振动，栗基础水平度超差。对于卧式多级栗，多是由于不及时盘车引起的跨中下垂，转子上下部分温差引起的变形，转子动不平衡过大、对中偏离引起的振动。
[0005](2)磨损多是伴随轴弯曲而产生的，另外在轴承轴径部位由于轴承内圈过松或轴承损坏而引起的磨损也经常出现。
[0006]修复弯曲栗轴有以下几种方法:
[0007](I)加热校直法:用乙炔焰加热轴局部，被加热的区域因受热而膨胀，但周围的冷区又因自身的刚性而限制它的膨胀。因此，热区受挤压，降温后，热区体积又要收缩，从而拉动周围区域收缩。这样就产生了反向的弯曲，弥补了原来的弯曲量，从而达到校直的目的。热输入量大，很难控制，以及乙炔的危险性比较大。
[0008](2)冷压法:在常温下，从轴类弯曲的凸面施加外力，轴的两面分别产生压应力δ压和拉伸应力δ拉，当δ压=Ss或δ拉=Ss时，轴的局部将会塑性变形，从而补偿与原有方向相反的弯曲。这个方法没有彻底解决残余应力，很有可能在后来的使用中恢复成弯曲状。
[0009]栗轴磨损的修复方法及特点:
[0010](I)堆焊
[0011]修补层厚度为0.3?3mm，强度为300?450MPa，结合强度为300— — 450MPa，硬度值为210?420HB，这是常用的修复方法。但是热输入量太大，实际操作中难以控制。
[0012]⑵镀铬
[0013]修补层厚度为0.1?0.3mm，本身强度为400_600MPa，结合强度为300MPa，硬度为800-1000HB，适用于摩擦量较小、表面硬度要求较高的场所，适用于轴类的填料函部位及滑动轴承轴颈部位。修复的厚度有时不能达到实际使用要求。
[0014]⑶热喷涂
[0015]修补厚度为0.05?10_，本身强度为80?11010^，结合强度为40?9510^，硬度为200-240HB。特点:强度太低，硬度及表面质量可能不符合要求。
[0016](4)镶套修补法
[0017]轴套一般由不锈钢板、铁板卷制而成或由铸件车削制成。镶套有整体套和半套两种。整体套适用于轴的一端小于轴套内径的情况。将轴套和栗轴加工零件配合后，将轴套放人机油中加热，轴套受热膨胀后，趁热将轴套从轴的一端套人栗轴，冷却后轴套抱紧主轴，再将轴颈车削至规定尺寸和光洁度。半套较适用于栗轴和轴套外径相同的情况。将轴颈磨损处车削成2?5mm深的槽，不锈钢套按计算尺寸开El切缝，然后用氧和乙炔焰烘烤，手锤敲击轴套，使之紧贴固定在槽内，而后用不锈钢焊条将接缝焊死，冷却后再进行车削。缺点是实际操作非常麻烦。
【发明内容】
[0018]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种核电站栗轴激光熔覆修复工艺。
[0019]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0020]本发明一种核电站栗轴激光熔覆修复工艺，其包括以下步骤:
[0021]S1、从栗中取出栗轴，将所述栗轴安装在机床上，对所述栗轴使用百分表进行打表，检测各项相关数据，确定栗轴的弯曲部位；
[0022]S2、使用高能激光对所述栗轴弯曲部位的凸点进行扫描，百分表架在所述栗轴的凹点位，激光发射器由机械手掌握扫描区域和速度，监视百分表的指针，在栗轴弯曲度开始自己拉伸到原来的位置的时候，停止激光扫描；核电用栗轴材料的初始硬度一般HRC < 35，在经过激光的扫描之后，材料的扫描部位会有强化，硬度提高，这种强化不会影响栗轴在以后的使用。
[0023]S3、确定所述栗轴已矫直完或者其本身不需要矫直的，将所述栗轴上确定要处理的部位进行疲劳层去除，去除到所述栗轴表面无磨损伤痕；
[0024]S4、用着色探伤剂确认所述栗轴的损伤面没有磨损伤痕后，把探伤剂擦拭掉，用丙酮将没擦掉的探伤剂多擦拭几遍，并先用激光器的低功率模式将栗轴表面激光清理一下，使残迹可以高温挥发掉，确保表面无探伤剂残留；
[0025]S5、对机械手编程，将激光发射器光斑对准栗轴修复位，打开激光器和送粉器开始对栗轴进行激光熔覆，直至熔覆完成；
[0026]S6、冷却栗轴，并移开机械手，使用车床将熔覆面进行粗加工，车掉表面尺寸多
0.05mm时，使用着色探伤剂确定所述栗轴表面是否有气孔或者裂纹以及其他缺陷；
[0027]S 7、确定没有其他缺陷，继续使用车床将多出来的0.0 5 mm精加工处理到预定尺寸，并用沙皮纸打磨抛光至预定粗糙度。
[0028]进一步地，在步骤SI中，检测的各项相关数据包括同心度、偏差和跳动。
[0029]本发明所达到的有益效果是:
[0030]本发明的工艺，使用激光矫直栗轴和激光熔覆修复栗轴，操作简单，对栗轴矫直和恢复尺寸涉及的激光应用，能量输入量小，实施过程可控性比现有技术的方法大大提高，激光的熔覆比传统方法熔覆材料和基材的结合力要更好。
【具体实施方式】
[0031]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]本发明一种核电站栗轴激光熔覆修复工艺，其包括以下步骤:
[0033]S1、从栗中取出栗轴，将所述栗轴安装在机床上，对所述栗轴使用百分表进行打表，检测各项相关数据，确定栗轴的弯曲部位；
[0034]S2、使用高能激光对所述栗轴弯曲部位的凸点进行扫描，百分表架在所述栗轴的凹点位，激光发射器由机械手掌握扫描区域和速度，监视百分表的指针，在栗轴弯曲度开始自己拉伸到原来的位置的时候，停止激光扫描；核电用栗轴材料的初始硬度一般HRC < 35，在经过激光的扫描之后，材料的扫描部位会有强化，硬度提高，这种强化不会影响栗轴在以后的使用。
[0035]S3、确定所述栗轴已矫直完或者其本身不需要矫直的，将所述栗轴上确定要处理的部位进行疲劳层去除，去除到所述栗轴表面无磨损伤痕；
[0036]S4、用着色探伤剂确认所述栗轴的损伤面没有磨损伤痕后，把探伤剂擦拭掉，用丙酮将没擦掉的探伤剂多擦拭几遍，并先用激光器的低功率模式将栗轴表面激光清理一下，使残迹可以高温挥发掉，确保表面无探伤剂残留；
[0037]S5、对机械手编程，将激光发射器光斑对准栗轴修复位，打开激光器和送粉器开始对栗轴进行激光熔覆，直至熔覆完成；
[0038]S6、冷却栗轴，并移开机械手，使用车床将熔覆面进行粗加工，车掉表面尺寸多
0.05mm时，使用着色探伤剂确定所述栗轴表面是否有气孔或者裂纹以及其他缺陷；
[0039]S 7、确定没有其他缺陷，继续使用车床将多出来的0.0 5 mm精加工处理到预定尺寸，并用沙皮纸打磨抛光至预定粗糙度。
[0040]在步骤SI中，检测的各项相关数据包括同心度、偏差和跳动。
[0041]本发明的工艺，使用激光矫直栗轴和激光熔覆修复栗轴，操作简单，对栗轴矫直和恢复尺寸涉及的激光应用，能量输入量小，实施过程可控性比现有技术的方法大大提高，激光的熔覆比传统方法熔覆材料和基材的结合力要更好。
[0042]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种核电站栗轴激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括以下步骤: 51、从栗中取出栗轴，将所述栗轴安装在机床上，对所述栗轴使用百分表进行打表，检测各项相关数据，确定栗轴的弯曲部位； 52、使用高能激光对所述栗轴弯曲部位的凸点进行扫描，百分表架在所述栗轴的凹点位，激光发射器由机械手掌握扫描区域和速度，监视百分表的指针，在栗轴弯曲度开始自己拉伸到原来的位置的时候，停止激光扫描； 53、确定所述栗轴已矫直完或者其本身不需要矫直的，将所述栗轴上确定要处理的部位进行疲劳层去除，去除到所述栗轴表面无磨损伤痕； 54、用着色探伤剂确认所述栗轴的损伤面没有磨损伤痕后，把探伤剂擦拭掉，用丙酮将没擦掉的探伤剂擦拭若干遍，并先用激光器的低功率模式将栗轴表面激光清理一下，使残迹可以高温挥发掉，确保表面无探伤剂残留； 55、对机械手编程，将激光发射器光斑对准栗轴修复位，打开激光器和送粉器开始对栗轴进行激光熔覆，直至熔覆完成； 56、冷却栗轴，并移开机械手，使用车床将熔覆面进行粗加工，车掉表面尺寸至多0.05mm时，使用着色探伤剂确定所述栗轴表面是否有气孔或者裂纹以及其他缺陷； 57、确定没有其他缺陷，继续使用车床将多出来的0.05mm精加工处理到预定尺寸，并用沙皮纸打磨抛光至预定粗糙度。2.根据权利要求1所述的一种核电站栗轴激光熔覆修复工艺，其特征在于，在步骤SI中，检测的各项相关数据包括同心度、偏差和跳动。
【专利摘要】本发明公开了一种核电站泵轴激光熔覆修复工艺，其包括以下步骤：S1、确定泵轴的弯曲部位；S2、使用高能激光对所述泵轴弯曲部位的凸点进行扫描，监视百分表的指针，在泵轴弯曲度开始自己拉伸到原来的位置的时候，停止激光扫描；S3、确定泵轴是否需要矫直，将泵轴上确定要处理的部位进行疲劳层去除；S4、确认泵轴的损伤面没有磨损伤痕后，把探伤剂擦拭掉，用丙酮将没擦掉的探伤剂擦拭若干遍，并用激光器的低功率模式将泵轴表面进行清理；S5、对泵轴进行激光熔覆，直至熔覆完成。本发明的工艺，使用激光矫直泵轴和激光熔覆修复泵轴，操作简单，实施过程可控性比现有技术的方法大大提高，激光的熔覆比传统方法熔覆材料和基材的结合力要更好。
【IPC分类】C23C24/10
【公开号】CN105154874
【申请号】CN201510596216
【发明人】梁栋, 张维, 丁有元, 苗学良, 马旭超
【申请人】江苏斯普瑞科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月17日