激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，該方法的步驟如下：將修復(fù)材料加工成粉末狀后，通過激光設(shè)備采用激光熔覆工藝熔覆到需修復(fù)處形成修復(fù)層，從而對搪玻璃設(shè)備上的搪玻璃層進(jìn)行局部修復(fù)。采用該方法不僅修復(fù)后的修復(fù)層結(jié)構(gòu)均勻致密，與原有基體具有很高的結(jié)合強(qiáng)度，不易脫落，而且適合于大面積破損的修復(fù)。
【專利說明】激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前， 搪玻璃設(shè)備(如反應(yīng)釜、儲罐、蒸餾罐、冷凝器等)，是將含硅量高的瓷釉噴涂于金屬鐵胎表面，通過950°C左右的高溫焙燒使瓷釉密著于金屬表面而制成的，具有類似玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和金屬強(qiáng)度的雙重優(yōu)點(diǎn)。由于搪玻璃設(shè)備具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐強(qiáng)氧化、耐高溫、耐磨性和表面光潔性和不污染物料等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、食品制造和國防等工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究中。
[0003]化工行業(yè)大量使用的搪玻璃設(shè)備，由于介質(zhì)的腐蝕性、反應(yīng)條件忽冷忽熱、運(yùn)輸、使用、人為等問題，總會出現(xiàn)這樣那樣的搪玻璃層損壞，造成不必要的生產(chǎn)停止。搪玻璃設(shè)備崩瓷損壞后，一直沒有較為理想的修復(fù)方法。目前常用的修補(bǔ)方法主要是有膠泥涂補(bǔ)和銷釘法修補(bǔ)。膠泥涂補(bǔ)主要是用一些有機(jī)樹脂與無機(jī)玻璃或陶瓷化合物經(jīng)混合后均勻涂覆在破損處，此類方法雖然具有一定的抗熱、抗腐蝕性，但修補(bǔ)層與基體間的連接依靠的是有機(jī)樹脂的粘性，結(jié)合強(qiáng)度低，容易發(fā)生脫落。銷釘法修補(bǔ)采用螺釘將四氟塑料板或金屬銷釘緊固于破損處，然后在四氟塑料板和基體面之間填充耐腐蝕性膠泥，這種方法施工簡便、成本低、性能可靠，但只適合于修補(bǔ)小面積的破損。對于損壞嚴(yán)重的搪玻璃設(shè)備，目前還沒有理想的修復(fù)方法，通常只能返廠進(jìn)行重新搪燒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，采用該方法不僅修復(fù)后的修復(fù)層結(jié)構(gòu)均勻致密，與原有基體具有很高的結(jié)合強(qiáng)度，不易脫落，而且適合于大面積破損的修復(fù)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，該方法的步驟如下:將修復(fù)材料加工成粉末狀后，通過激光設(shè)備采用激光熔覆工藝熔覆到需修復(fù)處形成修復(fù)層，從而對搪玻璃設(shè)備上的搪玻璃層進(jìn)行局部修復(fù)。
[0006]優(yōu)選地，所述的修復(fù)材料為與原有搪玻璃層相同的搪玻璃材料。
[0007]優(yōu)選地，所述的修復(fù)材料為陶瓷材料。
[0008]優(yōu)選地，所述的修復(fù)材料為氧化鋁或氧化鈦或氧化硅或氧化鋯或氧化鎂或碳化硅的一種或幾種的混合物。
[0009]優(yōu)選地，采用同步送粉法工藝將粉末狀的修復(fù)材料通過氣流送入激光輻照區(qū)，從而使其與基體表面伴隨激光掃描過程同時(shí)熔化形成修復(fù)層。
[0010]優(yōu)選地，采用預(yù)置涂層法將粉末狀的修復(fù)材料預(yù)先粘結(jié)或涂覆在需修復(fù)處，形成預(yù)置層，然后采用高能激光束對預(yù)置層進(jìn)行掃描熔化，形成修復(fù)層。
[0011]優(yōu)選地，所述預(yù)置涂層法采用熱噴涂方法或粘結(jié)法，熱噴涂方法為等離子噴涂方法或火焰噴涂方法。[0012]優(yōu)選地,所述的激光設(shè)備米用CO2激光器或固體激光器或光纖激光器。
[0013]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果:
1、可現(xiàn)場施工，施工迅速、簡便；
2、制備的修復(fù)層與原有基體結(jié)合強(qiáng)度高，不易脫落；
3、激光熔覆具有能量密度高、熱影響區(qū)小的特點(diǎn)，不易導(dǎo)致修復(fù)處附近原有搪瓷層的損壞；
4、對破損較為嚴(yán)重的設(shè)備也可以進(jìn)行局部修復(fù)，而不必對整個設(shè)備再進(jìn)行重新打磨搪燒，修補(bǔ)面積不受限制，利于穿孔后焊補(bǔ)和損壞出料口的更換；
5、修補(bǔ)材料的選擇范圍廣，如采用性能更好的陶瓷材料取代搪玻璃，噴涂層較搪玻璃層有更廣的耐腐蝕范圍，不僅能耐各種酸、有機(jī)溶劑，而且能耐氫氟酸、磷酸、強(qiáng)堿的腐蝕，修復(fù)后的設(shè)備甚至比新設(shè)備的性能更可靠。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，
實(shí)施例一
一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，該方法的步驟如下:
(I)采用與原有搪玻璃層相同的工業(yè)應(yīng)用搪瓷粉末，烘干后，過100目篩。
[0015](2)對需修補(bǔ)處進(jìn)行清洗，噴砂處理。
[0016](3)將上述搪瓷粉末通過激光設(shè)備采用激光熔覆工藝熔覆到需修復(fù)處形成修復(fù)層，激光設(shè)備采用光纖激光器，輸出波長為1064 nm，采用連續(xù)輸出模式，送粉方式為同步送粉。其工藝參數(shù)為:激光功率為300胃，送粉量2.0 g/min，掃描速度為300 mm/min。
[0017]對本實(shí)施例獲得的修復(fù)層進(jìn)行測試，結(jié)果顯示:用這種方法制備的修復(fù)層具有結(jié)構(gòu)致密，與原有基體形成冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度:40-60MPa。
[0018]實(shí)施例二
一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，該方法的步驟如下:
(1)采用與原有搪玻璃層相同的工業(yè)應(yīng)用搪瓷粉末，烘干后，過150目篩。
[0019](2)對需修補(bǔ)處進(jìn)行清洗，噴砂處理。
[0020](3)將上述搪瓷粉末通過大氣等離子噴涂設(shè)備均勻噴涂到基體表面形成預(yù)置層，噴涂參數(shù)為:氬氣40 L/Min、氫氣10 L/Min、電壓68V、電流650A，涂層厚度50 μ m_2 mm。
[0021](4)對上述形成的預(yù)置層采用激光束進(jìn)行掃描熔化形成修復(fù)層，激光設(shè)備采用光纖激光器，輸出波長為1064 nm，采用連續(xù)輸出模式。其工藝參數(shù)為:激光功率為600W，掃描速度為 500 mm/min。
[0022]對本實(shí)施例獲得的修復(fù)層進(jìn)行測試，結(jié)果顯示:通過等離子噴涂形成的預(yù)置層表面均勻，但具有較多的氣孔，經(jīng)過激光掃描后，氣孔大大減少，結(jié)構(gòu)致密、且與基體形成較高的結(jié)合強(qiáng)度。
[0023]實(shí)施例三
一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，該方法的步驟如下:
(I)采用陶瓷層的原料是氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鋯、氧化鎂的混合物，其中氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鋯、氧化鎂原料均為市場購得的粉料，粒徑均在100-200微米之間，用量含量各為20% ;加入適量異丙醇和氧化鋁磨球，濕法球磨混合20小時(shí)，混合后的粉末烘干后，過100目篩；
(2)按照實(shí)施例一所述方法，將上述混合好的粉末通過激光設(shè)備制備修復(fù)層。
[0024]對本實(shí)施例獲得的修復(fù)層進(jìn)行測試，結(jié)果顯示:用這種方法制備的修復(fù)層結(jié)構(gòu)致密，與原有基體形成冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度:30-50 MPa。
[0025]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于該方法的步驟如下:將修復(fù)材料加工成粉末狀后，通過激光設(shè)備采用激光熔覆工藝熔覆到需修復(fù)處形成修復(fù)層，從而對搪玻璃設(shè)備上的搪玻璃層進(jìn)行局部修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于:所述的修復(fù)材料為與原有搪玻璃層相同的搪玻璃材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于:所述的修復(fù)材料為陶瓷材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于:所述的修復(fù)材料為氧化鋁或氧化鈦或氧化硅或氧化鋯或氧化鎂或碳化硅的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法,其特征在于:米用同步送粉法工藝將粉末狀的修復(fù)材料通過氣流送入激光輻照區(qū)，從而使其與基體表面伴隨激光掃描過程同時(shí)熔化形成修復(fù)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于:采用預(yù)置涂層法將粉末狀的修復(fù)材料預(yù)先粘結(jié)或涂覆在需修復(fù)處，形成預(yù)置層，然后采用高能激光束對預(yù)置層進(jìn)行掃描熔化，形成修復(fù)層。
7.根據(jù)權(quán)利要 求6所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于:所述預(yù)置涂層法采用熱噴涂方法或粘結(jié)法，熱噴涂方法為等離子噴涂方法或火焰噴涂方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的激光修復(fù)搪玻璃設(shè)備的方法，其特征在于:所述的激光設(shè)備采用CO2激光器或固體激光器或光纖激光器。
【文檔編號】C23C24/10GK103952694SQ201410001893
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】薛衛(wèi)昌, 李豐, 楊立梅 申請人:江蘇天元激光科技有限公司, 南京豐強(qiáng)納米科技有限公司