一種針對大型閥門的斜錐臺型閥板密封面的激光熔覆裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于半導(dǎo)體激光器激光烙覆領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種大型閥口的斜 錐臺型閥板密封面的激光烙覆。
【背景技術(shù)】
[0002] 累閥產(chǎn)業(yè)是我國裝備制造業(yè)的重要部分，尤其是溫州傳統(tǒng)特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展累 閥產(chǎn)業(yè)對于促進溫州工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，提升我國裝備制造水平，促進行業(yè)經(jīng)濟和區(qū)域經(jīng)濟 發(fā)展等具有重要意義。
[0003] 1、累閥產(chǎn)業(yè)是我國制造業(yè)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)
[0004] 近年來，僅溫州的累閥產(chǎn)業(yè)達到年產(chǎn)300億元，并W25 %速度增長，是國內(nèi)規(guī)模最 大、產(chǎn)量最高、規(guī)格最全、企業(yè)最為集中的累閥生產(chǎn)基地，累閥產(chǎn)品為國家大型工程項目和 重點企業(yè)進行配套。但是累閥行業(yè)急需技術(shù)更新，和進口高端閥口相比，累閥質(zhì)量普遍不高 便是其中最重要的一個原因，成為行業(yè)發(fā)展中的瓶頸。如何改變累閥表面性能及各方面綜 合性能是累閥行業(yè)現(xiàn)在急需解決的難題。
[0005] 2、累閥密封面?zhèn)鹘y(tǒng)表面強化工藝面臨挑戰(zhàn)
[0006] 各種累類和閥類的易磨損、易腐蝕面，如累軸、累殼、軸承、閥座、閥板和閥桿等部 位，必須確保密封質(zhì)量。累閥行業(yè)中，平面類工件主要有閥蓋、閥板和少數(shù)閥體。閥蓋是承壓 部件，閩板是控壓部件，一旦破損，它們所阻截的流體就會被釋放出來。因此，在規(guī)定的介質(zhì) 溫度和壓力環(huán)境中，兩者需要具有優(yōu)秀的力學(xué)性能和冷熱加工工藝。表面強化技術(shù)作為累 閥行業(yè)中必不可少的技術(shù)，加強閥板和閥蓋的耐腐蝕性、耐磨性和機械性能，從而達到延長 整體累閥壽命的要求。
[0007] 累閥密封面的傳統(tǒng)處理方法是采用等離子噴涂、火焰噴涂、電弧焊接等，存在表面 結(jié)合強度低、涂層不均勻、噴涂噪音大、污染環(huán)境等問題。閥口密封面的超音速噴涂逐漸在 閥口行業(yè)中采用較多，但是超音速噴涂設(shè)備昂貴，表面涂層較薄，機器運行噪音較大。
[000引近年來，半導(dǎo)體激光器在烙覆方面的工業(yè)應(yīng)用擁有巨大優(yōu)勢，與常用的C02氣體激 光器相比，體積小，電光轉(zhuǎn)換效率高達60% W上，易于安裝，基本免維護。此外，高功率半導(dǎo) 體激光器可W和機械手臂配合作業(yè)，在某些工業(yè)應(yīng)用上，它有著其它激光器無可比擬的競 爭力。
[0009] 3、特殊閥板結(jié)構(gòu)分析
[0010] 由圖1中可W看出閥板并非正圓板，其邊緣是斜錐臺的面。從側(cè)視圖中的虛線區(qū) 域，我們可W看到，閥板的邊緣實際上是圓錐的一部份，我們稱之為斜錐臺。圖中，定義垂直 于閥板表面的方向為閥板平面法線方向，錐臺的中屯、軸與法線方向成一定角度，閥板加工 中屯、線與法線有一定距離。另外，閥板工作孔中屯、線為其在閥口中工作時的軸線。
[0011] 我們可W知道，在對閥板的邊緣進行烙覆時，由于其邊緣的非對稱結(jié)構(gòu)，需要采用 特殊的方法。目前使用的烙覆技術(shù)將閥板視為普通圓柱面，存在W下幾個問題：（1)使用普 通夾具時，閥板邊緣并不會完全水平，導(dǎo)致粉末不能正常堆積在閥板上，影響烙覆的質(zhì)量； (2) 在工作臺旋轉(zhuǎn)的過程中，普通圓柱面能很好的保持位置的穩(wěn)定，而錐臺面會產(chǎn)生一定 的位移，結(jié)果導(dǎo)致激光光束偏移烙覆區(qū)域，使閥板邊緣形成部分烙覆，部分未烙覆的情況； (3) 由于閥板烙覆面的錐臺形狀，其邊緣的不同區(qū)域厚度不一樣，如果使用矩形光斑烙覆， 激光光束的中屯、偏移到較薄的區(qū)域，則會使該區(qū)域燒毀。 【實用新型內(nèi)容】
[0012] 本實用新型主要針對產(chǎn)量最大的閥板外圓密封面的激光烙覆，提高耐磨性，高功 率半導(dǎo)體激光表面強化專用系統(tǒng)主要利用同步送粉和烙覆強化的方式，采用鐵基、儀基、鉆 基等粉末合金對加工部件進行表面強化W及激光烙覆過程中燒損閥板外圓邊緣。
[0013] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種針對包括斜錐臺型閥板的激光烙覆專用 夾具，其特征在于，所述夾具包括側(cè)壁和底面，側(cè)壁為圓筒形，所述底面為楠圓，所述底面與 所述側(cè)壁呈一定角度，所述角度等于所述閥板斜錐臺型中屯、軸與所述閥板平面法線之間的 夾角。
[0014] 優(yōu)選地，所述底面上具有一個或多個固定孔，用于將夾具固定在激光烙覆裝置中。
[0015] 本實用新型的另一目的在于提供一種針對包括斜錐臺型閥板的半導(dǎo)體激光烙覆 裝置，其特征在于，其包括上述的專用夾具。
[0016] 本實用新型的另一目的在于提供一種針對包括斜錐臺型閥板的半導(dǎo)體激光烙覆 方法，其特征在于，該方法采用了如上述的激光烙覆裝置，該方法包括W下步驟：
[0017] (1)閥板正確放置在夾具上，使閥板斜錐臺型中屯、軸與夾具底面中屯、孔的中屯、線 在同一直線上；
[0018] (2)調(diào)節(jié)所述激光烙覆裝置中可傾回轉(zhuǎn)工作臺的仰角，使其角度等于所述斜錐臺 型母線與所述斜錐臺型中屯、軸的角度，使所述母線始終在同一水平線上；
[0019] (3)烙覆過程開始，所述激光烙覆裝置采用梯形分布功率密度光束，所述激光烙覆 裝置中的5軸A/X聯(lián)動數(shù)控組合工作臺的A軸與X軸聯(lián)動，所述閥板轉(zhuǎn)動的同時在平移，達到 使所述斜錐臺型的整個錐臺面得到烙覆。
[0020] 通過本實用新型所構(gòu)思的W上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備W下有益效果：
[0021] (1)本實用新型采用半導(dǎo)體激光器，其優(yōu)點有能量密度分布均勻、功率實時可控性 好、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、能量轉(zhuǎn)換效率高、易于光纖傳輸。同五軸機器人配合起來，容易實現(xiàn)任意 曲面柔性加工，提高累閥密封面質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境的重要技術(shù)，能顯著改善工件的耐磨 性、耐蝕性和耐熱性；
[0022] (2)采用專用夾具，對于錐臺型閥板的烙覆，烙覆面水平，粉料堆積更均勻，整個錐 臺斜面都能有效烙覆，烙覆更均勻。
[0023] (3)為了防止激光烙覆燒損外圓邊緣，對半導(dǎo)體激光器光斑做特殊光輸處理，獲得 梯形分布功率密度光束，確保外圓不被燒損。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型特殊閥板的結(jié)構(gòu)圖，其中（a)為該種閥板的主視圖；（b)為閥板的 側(cè)視圖；
[0025] 圖2是本實用新型閥板半導(dǎo)體激光烙覆系統(tǒng)；
[0026] 圖3是本實用新型針對特殊閥板斜錐臺面的激光烙覆專用夾具，其中（a)為從B方 向觀看夾具的附圖；（b)為夾具的側(cè)視圖W及閥板在騎上擺放的位置；（C)為從A向觀看夾具 的視圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明專用夾具在回轉(zhuǎn)工作臺上的示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029] 本實用新型中的特殊閥板是指【背景技術(shù)】中的特殊閥板，即閥板并非正圓板，其邊 緣是斜錐臺的面。
[0030] 本實用新型專利累閥表面高功率半導(dǎo)體激光改性，指采用激光烙覆技術(shù)為選定工 件面涂覆一層合金粉末，W強化工件表面耐磨耐腐蝕等物理化學(xué)性能的工藝。對于累閥行 業(yè)中累閥的累軸、累殼、軸承、閥座、閥板和閥桿等部位工件來說，激光烙覆的作用就是將累 閥的易損部位進行局部強化，使用壽命大幅度提高。本專利設(shè)計的專用裝置目的非常明確， 就是解決累閥行業(yè)重要部件閥板的烙覆裝置及工藝難題。
[0031] 1、閥板半導(dǎo)體激光烙覆系統(tǒng)整體設(shè)計
[0032] 在高功率激光累閥表面處理過程中，激光束與物體