浙江嘉兴激光熔覆设备

激光熔覆技术不仅可以恢复受损零件的外观和尺寸，还可以使其性能达到或超过新产品的水平。熔覆层与基体采用冶金结合，结合强度高，不低于原基体材料的95%。单层熔覆厚度为0.2-2mm，可调范围宽。激光加工过程中，基材表面仅发生轻微熔化，微熔化层为0.05~0.1mm。底座的热影响区极小，一般为0.05~0.1mm。熔覆层和基体中不存在粗大的铸造组织。熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，无空洞、夹杂裂纹等缺陷。

　　选择激光熔覆给企业带来的好处：

　　1、修复后的零件强度可超过原基体强度，使用寿命提高1.5-3倍，修复成本不到更换价格的1/5。 ;

　　2、大大缩短维修时间，解决大型企业重大成套设备持续可靠运行解决的部件快速修复问题;

　　3、关键部件表面激光熔覆超耐磨耐腐蚀合金，可大大提高零件的使用寿命而不变形;


　　激光熔覆技术是一种的表面工程技术，利用高能激光束将金属粉末与基体表面快速熔化、冶金结合，形成一层融入基体的性能优良的A涂层。比如油田工作条件比较恶劣，许多金属部件长期在重载荷下工作，伴随着腐蚀、摩擦和磨损，导致过早失效，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在近毫米量级。但常规表面技术处理层较薄，磨损件表面修复困难，限制了这些技术的应用范围。因此，激光熔覆技术可应用于石油钻杆、抽油杆、石油管道等领域，提高其耐腐蚀、耐磨、耐高温等性能，延长其使用寿命，降低维护成本，提高石油产量效率。

激光熔覆修复工艺流程主要包括以下几个步骤：

　　1、表面处理：将缸筒内壁表面清洗干净，去除表面的污垢、氧化皮等杂质，露出金属基体。

　　2、涂层制备：在缸筒内壁表面涂覆一层一定厚度的金属或非金属涂层，以提高缸筒的耐磨、耐腐蚀等性能。

　　3、激光熔覆：将高能激光束作用于涂层表面，使涂层表面迅速熔化、凝固和形成一层与基体材料不同的合金层。

　　4、后处理：对缸筒内壁进行必要的后处理，如冷却、打磨等，以使缸筒达到佳性能。

　　激光熔覆修复的优势：

　　1、抗腐蚀性能好：由于激光熔覆修复所形成的合金层具有较高的抗腐蚀性能，因此可广泛应用于各种腐蚀性环境中。

　　2、抗磨性能好：由于激光熔覆修复所形成的合金层具有较高的硬度和良好的耐磨性，因此可延长缸筒的使用寿命。

　　3、耐高温性能好：由于激光熔覆修复所形成的合金层具有较好的高温稳定性和抗高温氧化性能，因此可在较高温度下使用。

　　4、工艺简单：激光熔覆修复工艺简单，操作方便，可快速完成修复，提高生产效率。

　　随着科技的不断发展，激光熔覆修复技术将会不断完善和发展，相信激光熔覆修复技术将会得到更加广泛的应用和发展。

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；

激光熔覆技术可以优化资源配置,节约贵重、稀有金属材料,降低能源消耗,节省资金。激光熔覆修复技术、,有很强的保护环境的作用，属于绿色再制造工程。国盛激光是一家从事自动化激光熔覆设备、高速激光熔覆设备、激光淬火设备、激光焊接设备、3D打印设备的研发、制造、销售于一体的高新技术企业。

　　国盛激光研发的高速激光熔覆的功率密度是常规激光熔覆的5-10倍，现又研发出的移动式激光熔覆设备，避免了异地拆卸、运输、维修、安装的过程，节省了劳动强度和维修工人的时间，减少了企业的停机时间，避免了更换新零件和运输的成本;研发出的八轴联动激光熔覆设备，根据客户应用场景可配置不同规格的机器人，同时选配变位机、转台、滑台以适应不同加工类型工件的激光熔覆加工及表面处理。

激光熔覆是一种对基材的表面改性技术。通过预先设定熔覆路径，利用激光辐照，使熔覆材料与基体表层快速熔化成激光所经过的熔池，然后快速凝固成冶金结合、低稀释的熔覆层，因此即对机械零件进行原位修复，或熔覆工艺，以提高原基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。

　　与传统加工技术相比，激光熔覆技术具有以下特点：

　　1、熔覆层与基体能形成冶金结合;

　　2、基体受到的热影响小，不易变形;

　　3、熔覆层的稀释率低，节约昂贵的熔覆材料;

　　4、熔覆层的厚度大小可以控制;

　　5、可以修复零部件的特定部位及其他方法难以处理的部位。

　　在对农机零部件进行熔覆和修复之前，需要对农机零部件的表面进行预处理。由于农机工作环境恶劣，农机零部件表面常常覆盖有土壤、油污、水、化肥、农药、铁锈、氧化层等，因此与其他领域相比，零部件的修复工作更多复杂的。对于农业机械的零部件，一般的操作是用水冲洗掉接触土壤的部件表面的污垢。如果破损表面污垢比较牢固，可以采用激光清洗的方法清理。之后，用砂纸打磨待熔覆表面，并用丙酮清洗，避免激光熔覆时表面污渍进入熔覆层，造成缺陷，影响熔覆层的质量和性能。

激光熔覆修复技术，以高能激光为热源，将金属合金材料(粉末、糊状、丝状等)快速凝固，形成致密、均匀、厚度可控的冶金结合层，提供了表面修复的好方法。

　　激光熔覆在轴修复中的优势如下：

　　1、优化轴的表面性能：激光熔覆可在轴表面形成与基体熔合、成分和性能完全不同的合金镀层。由于基体熔层极薄，对熔覆层的成分影响很小。我们可以根据具体需要制备具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光、电、磁性能的表面涂层。从而有效地提高了轴表面的性能。

　　2、冶金结合强度高：在激光熔覆过程中，添加的熔覆材料完全熔化，成为熔覆层的主体合金;同时，一层薄薄的基础合金也被熔化，与目标合金形成冶金结合。不易脱落，解决了电镀、喷涂等传统冷加工工艺中镀层与基体结合强度差的问题。

　　3、热输入低变形小：激光熔覆快热快冷，对母材影响小，稀释率≤5-8%；解决了传统电焊、氩弧焊等热熔焊不可避免的热变形加工工艺、热疲劳损伤等一系列技术难题。

　　4、适用多种材料：可制备铁基、镍基、钴基、铜基、复合材料等多种合金镀层。

对于辊压机轴磨损的传统修复方法，常采用补焊、电刷镀、喷涂等工艺进行离线修复。直接的影响就是停机时间长，整体成本高，劳动强度大。激光增材修复方法实现了在线修复。该技术非常适用于辊压机轴磨损的修复。无需拆卸和加工即可修复。补焊无热应力，补焊厚度不受限制。同时，该产品具有金属材料所不具备的优惠，可吸收设备的冲击和振动，避免了再次磨损的可能性，并大大延长了设备部件的使用寿命，为企业节省了大量的停机时间，创造了的经济价值。


　　现场修复过程如下：

　　1、表面处理：清除前后轴肩表面、轴承表面、轴承内圈表面的污垢和高点。清除所有螺栓孔和压板通孔边缘的毛刺。使用砂轮打磨磨损区域，使其恢复原来的金属颜色。

　　2、确定定位点：先在轴径磨损量处增加一个定位点，高度略一侧磨损量。以样尺为基准，用砂轮机、锉刀等工具打磨，使其高度接近与一侧磨损尺寸相同。

　　3、空试轴承：安装轴承，并用压板紧固轴承，在压板螺栓紧固过程中保持较小的预紧力，测量同心度和垂直度，精度误差小于0.2 mm。

　　4、清洁表面：用无水乙醇清洁轴承位置表面和轴承内圈表面，轴承内圈表面刷803脱模剂。

　　5、涂抹激光增材：将均匀的激光增材直接涂抹在修补面上，并激光增材的填充效果，然后用刮刀均匀涂抹，厚度略支撑点的高度。

　　6、尺寸恢复：安装轴承，均匀拧紧压板，并留有足够的预紧力。

　　7、养护：自然养护6—12小时后，拆下压板和轴承，并清除多余激光增材。

　　8、再次应用激光增材：用砂带打磨修补激光增材表面产生的釉料和脱模剂。清洁后，调和金属修复激光增材，并将其应用于整个轴承位置的表面。

　　9、安装方式：快速安装轴承，整个安装和紧固过程控制在40分钟内。拧紧螺栓时，要对称拧紧。这次安装螺栓全部拧紧到位。

　　10、后期预紧：设备空载时每3小时拧紧一次，设备满载时每6小时、12小时、24小时拧紧一次。

轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要大型消耗性部件。轧辊失效的普遍原因是早期磨损失效。目前，轧辊由于磨损需要修复时多采用车削或磨削等“补救措施”修正辊型。采用激光熔覆修复轧辊表面已成为延长轧辊寿命的一个主要发展方向和途径。该技术不仅可以修复轧辊，而且可以提高轧辊的耐磨性，延长轧辊的使用寿命，改善钢材的表面质量。

　　而造成辊压机轴磨损的主要原因如下：

　　1、辊压机物料粒度的控制不力；

　　2、辊压机密封失效，造成轴承载荷增大；

　　3、轴承疲劳运行，造成轴承游隙偏大；

　　4、压盘预紧力不足；

　　5、冷却铜管频繁堵塞或设计过细；

　　6、没有定期清除稳流仓物料，排除富集金属物，使设备频繁过载调停影响轴承寿命；

　　7、液压系统隐患辊缝长期偏差现象严重。

　　通常轴类零件主要失效的原因有轴变形、轴断裂、轴表面失效。发电机转轴、各种传动轴等轴类零件的破坏主要是以磨损为主的。其中轴变形、轴断裂是不可以修复的，而以磨损为主的表面失效是可以修复的。采用大功率激光熔覆修复技术，可在轴类零件表面失效的部分，激光熔覆一层铁基合金材料，使得熔覆合金层的零件表面有良好的机械性能，将报废的零件再次使用。

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.