山西运城高速激光熔覆设备加工

来源：西安国盛激光科技有限公司 时间：2024-12-04 11:15:52 [举报]

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。

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。

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.

一、激光熔覆工艺两步法(默认方法)

　　这种方法是在进行激光熔覆工艺之前，将熔覆材料放置在工作表面上，然后用激光将其熔化和凝结形成熔覆层。

　　预置覆层材料的方法有：

　　1、预涂：一般用手涂经济方便。工件表面干燥后，进行激光熔覆。但这种方法生产效率低，熔覆层厚度不一致，不适合大批量生产。

　　2、预置片：在熔覆材料的粉末中加入少量粘结剂，模压成片状，放在工件需要熔覆的部位，然后进行激光处理。这种方法粉末利用率高，质量稳定，适用于一些深孔零件，如小直径阀体。使用这种方法可以获得的涂层。


　　二、激光熔覆工艺一步法(同步法)

　　这是在激光束照射工件的同时，将熔覆材料送到激光活性区的过程。有两种方法：

　　1、同步送粉法：采用特殊的喷射送粉装置，将单一或混合粉末送入熔池，通过控制送粉量和激光扫描速度来调节熔覆层厚度。由于松散粉末对激光的吸收率大，热，可以获得比其他方法更厚的熔覆层，易于实现自动化。

　　2、同步送丝法：该方法的工艺原理与同步送粉法相同，只是将包覆材料预先加工成丝或填充丝。这种方法方便，不浪费材料，更容易熔覆层成分的均匀性，特别是当熔覆层为复合材料时，熔覆层的质量不会因成分的不同而受到影响.粉末比重或粒径，通过线材预热精细处理，可提高熔覆率。但线材表面光滑，对激光的反射强，激光的利用率比较低;另外，线材制造工艺复杂，品种规格少。

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