一种用电火花沉积结合焊接增强金属水轮机转轮叶片表面的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105598655A(43)申请公布日2016.05.25(21)申请号201610117436.8B23K9/167(2006.01)(2006.01)(22)申请日2016.03.02C23C26/02(71)申请人华北水利水电大学地址450011河南省郑州市金水区北环路36号(72)发明人王建升吴金妹张瑞华李刚唐明奇冯在强王星星(74)专利代理机构郑州天阳专利事务所(普通合伙)41113代理人聂孟民(51)Int.Cl.B23P15/02(2006.01)B23P23/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称一种用电火花沉积结合焊接增强金属水轮机转轮叶片表面的方法(57)摘要本发明涉及用电火花沉积结合焊接增强金属水轮机转轮叶片表面的方法，有效解决水轮机转轮叶片的表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐冲击性等性能，延长金属水轮机转轮的使用寿命的问题，方法是，对水轮机转轮进行处理，清除油污、锈斑和氧化物，用熔化极气体保护焊设备把把马氏体不锈钢焊丝焊接在水轮机转轮叶片表面，焊接层用砂片进行表面抛光打磨，用电火花沉积设备将连地线的夹子与作为阴极的水轮机转轮连接，将亚微米WC-Co陶瓷硬质合金电极棒作为阳极固定在沉积枪的夹头上，对水轮机转轮叶片进行电火花沉积，使复合涂层与水轮机转轮叶片冶金结合，本发明方法简单，易操作，涂层厚度大，叶片表面硬度高、致密性好、耐磨性能好，寿命长，成本低。CN105598655ACN105598655A权利要求书1/2页1.一种用电火花沉积结合焊接增强金属水轮机转轮叶片表面的方法，其特征在于，用熔化极气体保护电弧焊把马氏体不锈钢气体保护焊丝熔焊在水轮机转轮叶片表面上，形成合金涂层，然后在焊接涂层的基础上再用电火花沉积WC-Co陶瓷硬质合金，制备出电火花沉积结合焊接的复合涂层，步骤是：（1）、对水轮机转轮进行处理，清除油污、锈斑和氧化物，用熔化极气体保护焊设备把把马氏体不锈钢焊丝焊接在水轮机转轮叶片表面，焊接时，电流为220～250A，电弧电压30～38V，焊接速度15～35cm/min，电源极性为直流反接，焊丝直径1-1.2mm，焊丝伸出长12～20mm，采用氩气与二氧化碳混合气体保护，氩气与二氧化碳的体积比为95︰5，气体流15～25L/min，水轮机转轮焊接区预热温度100～120℃；（2）、在水轮机转轮叶片焊接层用砂片进行表面抛光打磨，使表面平整，无裂纹，无气孔、无沙眼；（3）、用电火花沉积设备将连地线的夹子与作为阴极的水轮机转轮连接，将亚微米WC-Co陶瓷硬质合金电极棒作为阳极固定在沉积枪的夹头上，对抛光打磨的水轮机转轮叶片进行电火花沉积，沉积枪夹持的电极采用旋转方式，沉积时沉积枪转速为2400r/min，输出功率为3800～4000W，输出电压为180～200V，放电频率为1800～2000HZ，沉积速率为0.5～2min/cm2，电极的伸长度为2～4mm，在氩气保护下，氩气流量7～9L/min，电极棒与水轮机转轮叶片表面呈倾斜状进行电火花沉积，把亚微米WC-Co陶瓷硬质合金材料熔融在水轮机转轮叶片焊接后的表面上，往复多次成厚度1-8mm细致均匀白亮的电火花沉积焊接复合涂层，焊接和电火花沉积中25000℃的高温使复合涂层与水轮机转轮叶片基体产生冶金结合，构成牢固结合不会脱落的一个整体；所述的亚微米WC-Co陶瓷硬质合金电极棒是由重量百分计的：WC90-94%、Co6-10%为材料制成。2.根据权利要求1所述的用电火花沉积结合焊接增强金属水轮机转轮叶片表面的方法，其特征在于，由以下步骤实现的：（1）、对水轮机转轮进行处理，清除油污、锈斑和氧化物，用熔化极气体保护焊设备把把马氏体不锈钢焊丝焊接在水轮机转轮叶片表面，焊接时，电流为230～240A，电弧电压32～36V，焊接速度20～30cm/min，电源极性为直流反接，焊丝直径1.1-1.2mm，焊丝伸出长15～18mm，采用氩气与二氧化碳混合气体保护，氩气与二氧化碳的体积比为95︰5，气体流18～23L/min，水轮机转轮焊接区预热温度105～115℃；（2）、在水轮机转轮叶片焊接层用砂片进行表面抛光打磨，使表面平整，无裂纹，无气孔、无沙眼；（3）、用电火花沉积设备将连地线的夹子与作为阴极的水轮机转轮连接，将亚微米WC-Co陶瓷硬质合金电极棒作为阳极固定在沉积枪的夹头上，对抛光打磨的水轮机转轮叶片进行电火花沉积，沉积枪夹持的电极采用旋转方式，沉积时沉积枪转速为2400r/min，输出功率为3850～3950W，输出电压为185～195V，放电频率为1850～1950HZ，沉积速率为1～1.5min/cm2，电极的伸长度为2.5～3.5mm，在氩气保护下，