宽带激光熔覆修复轴体工艺流程
宽带激光熔覆修复轴的工艺流程主要包括以下步骤:
1、表面处理:对轴表面进行研磨、清洗、干燥等处理。去除表面的氧化物、油污及杂质。
2、涂层制备:将合金粉末或陶瓷粉末与其他材料按一定比例混合,制备熔覆粉末。将熔覆粉末均匀地涂覆在轴的表面上,形成一定厚度的涂层。
3、激光熔覆修复:采用高能宽带激光束扫描涂层,使涂层表面快速熔化并形成液池。在激光的作用下,熔池中的合金粉末或陶瓷粉末等材料充分熔化、混合,形成致密的熔覆层。
4、修复后处理:对包覆轴进行冷却、抛光、清洗等,去除多余的包覆材料和毛刺。
5、性能测试:对修复后的轴进行性能测试,包括硬度、耐磨性、耐腐蚀性等测试。
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。