宽带激光熔覆修复轴后的性能特点
采用宽带激光熔覆修复技术修复轴类具有以下性能特点:
1、结合强度高:宽带激光熔覆修复技术可以将合金粉末或陶瓷粉末等结合在一起,材料与轴的母材紧密结合,形成致密的结合层,从而明显提高轴的耐磨性和抗疲劳性能轴。
2、耐磨性能:通过选择耐磨性能的合金粉末或陶瓷粉末等材料作为熔覆层材料,可以显着提高轴的耐磨性能,从而延长轴的使用寿命。
3、增强耐腐蚀性:采用宽带激光熔覆修复技术,可以在轴的外表面形成耐腐蚀性能的修复层,从而有效防止腐蚀介质对轴的侵蚀。
4、热影响区小:宽带激光熔覆修复技术采用高能宽带激光束作为热源,热影响区小,从而轴的其他部位不被损坏。
5、修复:可采用宽带激光熔覆修复技术对轴类零件进行修复,从而显着提高修复效率,降低修复成本。
油田的工作条件比较恶劣。许多金属零件长期在重负荷下工作,伴随着腐蚀、摩擦和磨损,导致其过早失效。缩短其使用寿命。停产检查、更换新件,不仅增加材料成本,而且影响油田生产,造成多方面损失。油田许多金属零件摩擦副的磨损间隙都在近毫米量级。但常规表面技术的处理层较薄,导致磨损件表面修复困难,限制了这些技术的应用范围。
激光熔覆技术作为一种新型的表面工程技术,已经在许多领域得到了广泛的应用。在油田中,激光熔覆主要应用于石油钻杆、抽油杆、石油管道等方面。下面我们将分别介绍这些应用。
1、石油钻杆
石油钻杆是石油钻井作业中钻遇地层的重要工具之一。由于钻杆在井下受到冲击、摩擦和腐蚀,其表面容易出现裂纹、磨损和腐蚀等问题,严重影响钻井作业的安全和效率。了解决这一问题,激光熔覆技术被广泛应用于石油钻杆的表面强化与修复。
通过激光熔覆技术,在钻杆表面形成一层硬度高、耐腐蚀、耐磨损、耐高温的涂层,可显著提高钻杆的性和使用效率。同时,激光熔覆技术还可以修复钻杆表面的损伤,延长钻杆的使用寿命,降低更换成本。
2、抽油杆
抽油杆是油田采油的重要工具之一。由于长期受到来自地下原油的腐蚀和摩擦,抽油杆容易出现磨损、裂纹、变形等问题,严重影响了原油的开采和提率。为了解决这一问题,激光熔覆技术被广泛应用于抽油杆的表面强化与修复。
经过激光熔覆技术,在抽油杆表面形成一层高硬度、高韧性的涂层,可显著提高抽油杆的度和使用效率。激光熔覆技术还可以修复抽油杆表面的损伤,延长抽油杆的使用寿命,降低更换成本。
3、石油管道
输油管道是石油生产中不可缺少的重要设施之一。由于输送的原油中往往含有腐蚀性物质,这些物质会对管道造成腐蚀和破坏,严重影响石油生产的安全和稳定。因此激光熔覆技术被广泛应用于输油管道防腐和修复。
通过激光熔覆技术,可以在管道内外表面形成一层具有高耐腐蚀性能的涂层,显著提高管道的耐久性和安全性。同时,激光熔覆技术还可以对管道表面的损伤进行修复,避免了管道泄漏等事故的发生,降低了维修成本。
总之激光熔覆技术在油田的应用可以在抽油机上得到实现,大大提高了设备的寿命及安全性,也给企业带来的益处,降低了成本。
激光熔覆技术的特点:
1、涂层结构均匀、细化、缺陷率低;
2、涂层硬度高,可达50~62HRC,具有优良的耐磨性和耐腐蚀性;
3、涂层与基体之间存在冶金结合,结合强度高;
4、根据不同情况,涂层厚度可达0~10mm;
5、涂层材料可以是金属和合金,也可以是金属陶瓷;
6、基材为各类钢和铸铁,也可以是其他金属和合金材料;
7、可形成由基层、中层、外层组成的成分和硬度梯度涂层;
8、基材热影响区小,热变形小;
九十年代初,激光再制造技术出现成为科研的热门,大部分都专注于它的研究。随着再制造理念逐渐被社会接受和技术的不断长进,我国再制造工业己取得较大的成就,工业规划不断扩大,覆盖行业层面更为广阔,智能程度越来越高,成为近年来激光加工技术的一个新亮点。
现在,我国已进入汽车、工程机械和车床作废置换的高峰期,再制造工业开展面临可贵机会,潜力非常大。激光再制造技术已根本成熟,这样就是一个激光再制造的智能商场正扑面而来。
激光再制造技术是近年来新式的一种技术方式,他以激光熔覆、激光淬火、激光表面合金化技术为主,依据修复零部件的受损使其达到受损前或比受损前更好的功能。
激光熔覆为激光再制造技术。激光熔覆运用高能激光束作为热源,通过金属及焊材的迅速熔化、扩展和冷却,构成一种具有特别功用的表层,这种表层一般具有耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等功用,激光熔覆的优势在于熔覆层与基体是冶金结合,基体热影响区极小,加工和热变形小,对孔洞、搀杂、裂纹等缺陷控制较好。
激光淬火是运用聚焦后(或通过光束整形)的激光束加热于金属表面使其产生马氏体相变构成马氏体淬硬层的进程,通过激光淬火加工后工件表面粗糙度根本不变,不需要后续机械加工就可以满足实践工况的需求;
激光合金化则通过激光参与将合金粉末与基体材料相作用构成一种新相的表面处理办法。
激光加工技术在再制造业中的运用与在其他制造业中的运用相同,有着其他加工技术不可代替的好处。激光加工用于再制造业是由相变硬化开展到激光表面合金化和激光熔覆,由激光合金涂层开展到复合涂层及陶瓷涂层,然后使得激光表面改性技术成为再制造的一项重要手法。
激光再制造技术的出现打破了传统再制造技术在可批改材料及批改零件形状等方面的约束,打破了再制造技术的局限性,选用激光再制造技术批改高温、高压、高转速涡轮动力机械零部件,已先后被石化、电力、煤炭、冶金、轿车等十几个行业认可及应用。
目前,国内激光熔覆领域存在这样的情况。新工艺不断在大学实验室进行测试,但没有平台可以实现真正的应用验证。工厂企业激光熔覆工艺更新缓慢,没有科研力量做后盾。这种产学研脱节严重制约了我国激光熔覆行业的发展。
激光熔覆的成本一直是制约其发展的关键因素。设备投入、研发投入、人员成本、粉末成本等。激光熔覆产品价格高与大多数激光加工企业规模大、成本高、单件产品加工成本高有很大关系。一两台设备加工效率低,无法应对大规模加工。十几台设备加工,但设备初期投资太大,没有工作量时大量设备闲置,普通企业承受不起。
激光熔覆合金粉末的成本是除设备成本外的另一大成本支出。对于小规模生产,粉末制造和采购成本占产品成本的很大一部分。只有大量采购和使用,才能降低产品的整体成本。同时,由于激光熔覆后的各种机械工艺,实际熔覆层并不具备初始熔覆层的厚度,因此提高后续加工精度,降低初始熔覆层厚度成为降低成本的必然.
激光熔覆同步送粉智能设备技术
送粉设备作为熔覆设备的核心元件之一,其性能的好坏将直接影响熔覆层的质量,随着激光熔覆技术的飞速发展以及对熔覆层的加工精度和质量要求的提高,开发的送粉设备对激光熔覆加工显得尤为重要。
为此,西安国盛激光科技凭借自身的技术及研发实力,研制出适用于速激光熔覆同步送粉智能设备。该智能送粉设备系列为满足激光熔覆以及速激光熔覆的送粉精度而生。在高功率大送粉量的服役工作中保持稳定性的同时,也能够在精密送粉工艺中发挥其到的微量送粉功能。
单工位熔覆淬火设备机床采用全HT铸造床身,结构稳定,减震性高,PLC控制具有“友好”的人机对话界面,四轴机构(X、Y、Z、旋转轴)可实现联动;单工位设计、结构简单、操作方便;全水冷熔覆/淬火头可实现24小时连续作业;该设备大回转直径Ø600mm,装夹工件大长度3000mm,大承载能力3T;可实现轴类、盘类零件的外圆熔覆/淬火,也可对内孔进行熔覆/淬火。
目前,激光熔覆技术发展迅速,日趋成熟,正走向推广应用阶段。激光熔覆技术是绿色再制造技术的重要支撑技术之一,是符合国家可持续发展战略的高新技术。中国科学家在基础理论研究方面处于国际水平,为激光熔覆技术的发展做出了贡献。但另一方面,激光熔覆技术的应用水平和规模还不能满足市场需求。解决工程应用中的关键技术,研制特种合金粉末系统,研制送粉装置和技术,系统研究无损修复方法,建立质量和评价体系,加大力度,培育工程应用有信可依的在制造业市场竞争日益激烈的今天,激光熔覆技术有着的潜力。