寬帶激光熔覆修復軸后的性能特點

　　采用寬帶激光熔覆修復技術修復軸類具有以下性能特點：

　　1、結合強度高：寬帶激光熔覆修復技術可以將合金粉末或陶瓷粉末等結合在一起，材料與軸的母材緊密結合，形成致密的結合層，從而明顯提高軸的耐磨性和抗疲勞性能軸。

　　2、耐磨性能：通過選擇耐磨性能的合金粉末或陶瓷粉末等材料作為熔覆層材料，可以顯著提高軸的耐磨性能，從而延長軸的使用壽命。

　　3、增強耐腐蝕性：采用寬帶激光熔覆修復技術，可以在軸的外表面形成耐腐蝕性能的修復層，從而有效防止腐蝕介質對軸的侵蝕。

　　4、熱影響區(qū)?。簩拵Ъす馊鄹残迯图夹g采用高能寬帶激光束作為熱源，熱影響區(qū)小，從而軸的其他部位不被損壞。

　　5、修復：可采用寬帶激光熔覆修復技術對軸類零件進行修復，從而顯著提高修復效率，降低修復成本。

激光熔覆技術不僅可以恢復受損零件的外觀和尺寸，還可以使其性能達到或超過新產品的水平。熔覆層與基體采用冶金結合，結合強度高，不低于原基體材料的95%。單層熔覆厚度為0.2-2mm，可調范圍寬。激光加工過程中，基材表面僅發(fā)生輕微熔化，微熔化層為0.05~0.1mm。底座的熱影響區(qū)極小，一般為0.05~0.1mm。熔覆層和基體中不存在粗大的鑄造組織。熔覆層及其界面組織致密，晶粒細小，無空洞、夾雜裂紋等缺陷。

　　選擇激光熔覆給企業(yè)帶來的好處：

　　1、修復后的零件強度可超過原基體強度，使用壽命提高1.5-3倍，修復成本不到更換價格的1/5。 ;

　　2、大大縮短維修時間，解決大型企業(yè)重大成套設備持續(xù)可靠運行解決的部件快速修復問題;

　　3、關鍵部件表面激光熔覆超耐磨耐腐蝕合金，可大大提高零件的使用壽命而不變形;


　　激光熔覆技術是一種的表面工程技術，利用高能激光束將金屬粉末與基體表面快速熔化、冶金結合，形成一層融入基體的性能優(yōu)良的A涂層。比如油田工作條件比較惡劣，許多金屬部件長期在重載荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導致過早失效，縮短其使用壽命。停產檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙在近毫米量級。但常規(guī)表面技術處理層較薄，磨損件表面修復困難，限制了這些技術的應用范圍。因此，激光熔覆技術可應用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等領域，提高其耐腐蝕、耐磨、耐高溫等性能，延長其使用壽命，降低維護成本，提高石油產量效率。

激光熔覆修復工藝流程主要包括以下幾個步驟：

　　1、表面處理：將缸筒內壁表面清洗干凈，去除表面的污垢、氧化皮等雜質，露出金屬基體。

　　2、涂層制備：在缸筒內壁表面涂覆一層一定厚度的金屬或非金屬涂層，以提高缸筒的耐磨、耐腐蝕等性能。

　　3、激光熔覆：將高能激光束作用于涂層表面，使涂層表面迅速熔化、凝固和形成一層與基體材料不同的合金層。

　　4、后處理：對缸筒內壁進行必要的后處理，如冷卻、打磨等，以使缸筒達到佳性能。

　　激光熔覆修復的優(yōu)勢：

　　1、抗腐蝕性能好：由于激光熔覆修復所形成的合金層具有較高的抗腐蝕性能，因此可廣泛應用于各種腐蝕性環(huán)境中。

　　2、抗磨性能好：由于激光熔覆修復所形成的合金層具有較高的硬度和良好的耐磨性，因此可延長缸筒的使用壽命。

　　3、耐高溫性能好：由于激光熔覆修復所形成的合金層具有較好的高溫穩(wěn)定性和抗高溫氧化性能，因此可在較高溫度下使用。

　　4、工藝簡單：激光熔覆修復工藝簡單，操作方便，可快速完成修復，提高生產效率。

　　隨著科技的不斷發(fā)展，激光熔覆修復技術將會不斷完善和發(fā)展，相信激光熔覆修復技術將會得到更加廣泛的應用和發(fā)展。

油田的工作條件比較惡劣。許多金屬零件長期在重負荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導致其過早失效?？s短其使用壽命。停產檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙都在近毫米量級。但常規(guī)表面技術的處理層較薄，導致磨損件表面修復困難，限制了這些技術的應用范圍。


　　激光熔覆技術作為一種新型的表面工程技術，已經在許多領域得到了廣泛的應用。在油田中，激光熔覆主要應用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等方面。下面我們將分別介紹這些應用。

　　1、石油鉆桿

　　石油鉆桿是石油鉆井作業(yè)中鉆遇地層的重要工具之一。由于鉆桿在井下受到沖擊、摩擦和腐蝕，其表面容易出現裂紋、磨損和腐蝕等問題，嚴重影響鉆井作業(yè)的安全和效率。了解決這一問題，激光熔覆技術被廣泛應用于石油鉆桿的表面強化與修復。

　　通過激光熔覆技術，在鉆桿表面形成一層硬度高、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的涂層，可顯著提高鉆桿的耐用性和使用效率。同時，激光熔覆技術還可以修復鉆桿表面的損傷，延長鉆桿的使用壽命，降低更換成本。

　　2、抽油桿

　　抽油桿是油田采油的重要工具之一。由于長期受到來自地下原油的腐蝕和摩擦，抽油桿容易出現磨損、裂紋、變形等問題，嚴重影響了原油的開采和提率。為了解決這一問題，激光熔覆技術被廣泛應用于抽油桿的表面強化與修復。

　　經過激光熔覆技術，在抽油桿表面形成一層高硬度、高韌性的涂層，可顯著提高抽油桿的耐用度和使用效率。激光熔覆技術還可以修復抽油桿表面的損傷，延長抽油桿的使用壽命，降低更換成本。

　　3、石油管道

　　輸油管道是石油生產中不可缺少的重要設施之一。由于輸送的原油中往往含有腐蝕性物質，這些物質會對管道造成腐蝕和破壞，嚴重影響石油生產的安全和穩(wěn)定。因此激光熔覆技術被廣泛應用于輸油管道防腐和修復。

　　通過激光熔覆技術，可以在管道內外表面形成一層具有高耐腐蝕性能的涂層，顯著提高管道的耐久性和安全性。同時，激光熔覆技術還可以對管道表面的損傷進行修復，避免了管道泄漏等事故的發(fā)生，降低了維修成本。

　　總之激光熔覆技術在油田的應用可以在抽油機上得到實現，大大提高了設備的壽命及安全性，也給企業(yè)帶來的益處，降低了成本。

激光熔覆技術的特點：

　　1、涂層結構均勻、細化、缺陷率低；

　　2、涂層硬度高，可達50~62HRC，具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性；

　　3、涂層與基體之間存在冶金結合，結合強度高；

　　4、根據不同情況，涂層厚度可達0~10mm；

　　5、涂層材料可以是金屬和合金，也可以是金屬陶瓷；

　　6、基材為各類鋼和鑄鐵，也可以是其他金屬和合金材料；

　　7、可形成由基層、中層、外層組成的成分和硬度梯度涂層；

　　8、基材熱影響區(qū)小，熱變形?。?br/>
激光熔覆在模具領域應用工藝

　　激光熔覆技術在模具領域應用的基本工藝流程為：模具表面檢查及維修方案確認→模具表面油污清理→根據硬度要求選擇合理的涂層及加工參數→熔覆加工→模具加工后表面修復并在交貨前進行檢驗。各工序的步驟及注意事項為：

　　1、模具表面檢查及保養(yǎng)計劃確認

　　檢查模具是否有裂紋、拉傷、凹坑，加工位置是否為平面或R角。根據不同問題確定修復方案，對需要處理的地方進行適當打磨。

　　2、模具表面油污的清理

　　用清洗液清洗，去除水垢、油漬、油脂和油漆等，提高表面熔覆效果。

　　3、根據硬度要求選擇合理的涂層和加工參數

　　根據維護計劃和客戶要求選擇合適的功率、焦距、光斑和鍍膜(例如鑄鐵使用鐵機粉)。

　　4、包覆加工

　　涂料通過設備均勻鋪展，激光器發(fā)射激光束，激光束經內部透鏡折射作用于加工表面，使涂料層與基材表面形成完整的冶金結合。

　　5、處理后模具表面修復

　　鉗工對熔覆表面進行研磨、拋光，確保模具間隙和表面粗糙度符合要求。

　　6、交貨前檢驗

　　檢查處理后的硬度和表面粗糙度是否滿足客戶的要求，如果不符合要求，重做。

九十年代初，激光再制造技術出現成為科研的熱門，大部分都專注于它的研究。隨著再制造理念逐漸被社會接受和技術的不斷長進，我國再制造工業(yè)己取得較大的成就，工業(yè)規(guī)劃不斷擴大，覆蓋行業(yè)層面更為廣闊，智能程度越來越高，成為近年來激光加工技術的一個新亮點。

　　現在，我國已進入汽車、工程機械和車床作廢置換的高峰期，再制造工業(yè)開展面臨可貴機會，潛力非常大。激光再制造技術已根本成熟，這樣就是一個激光再制造的智能商場正撲面而來。

　　激光再制造技術是近年來新式的一種技術方式，他以激光熔覆、激光淬火、激光表面合金化技術為主，依據修復零部件的受損使其達到受損前或比受損前更好的功能。

　　激光熔覆為激光再制造技術。激光熔覆運用高能激光束作為熱源，通過金屬及焊材的迅速熔化、擴展和冷卻，構成一種具有特別功用的表層，這種表層一般具有耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等功用，激光熔覆的優(yōu)勢在于熔覆層與基體是冶金結合，基體熱影響區(qū)極小，加工和熱變形小，對孔洞、攙雜、裂紋等缺陷控制較好。







　　激光淬火是運用聚焦后(或通過光束整形)的激光束加熱于金屬表面使其產生馬氏體相變構成馬氏體淬硬層的進程，通過激光淬火加工后工件表面粗糙度根本不變，不需要后續(xù)機械加工就可以滿足實踐工況的需求;







　　激光合金化則通過激光參與將合金粉末與基體材料相作用構成一種新相的表面處理辦法。

　　激光加工技術在再制造業(yè)中的運用與在其他制造業(yè)中的運用相同，有著其他加工技術不可代替的好處。激光加工用于再制造業(yè)是由相變硬化開展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂層開展到復合涂層及陶瓷涂層，然后使得激光表面改性技術成為再制造的一項重要手法。

　　激光再制造技術的出現打破了傳統(tǒng)再制造技術在可批改材料及批改零件形狀等方面的約束，打破了再制造技術的局限性，選用激光再制造技術批改高溫、高壓、高轉速渦輪動力機械零部件，已先后被石化、電力、煤炭、冶金、轎車等十幾個行業(yè)認可及應用。

激光熔覆是一種對基材的表面改性技術。通過預先設定熔覆路徑，利用激光輻照，使熔覆材料與基體表層快速熔化成激光所經過的熔池，然后快速凝固成冶金結合、低稀釋的熔覆層，因此即對機械零件進行原位修復，或熔覆工藝，以提高原基材表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。

　　與傳統(tǒng)加工技術相比，激光熔覆技術具有以下特點：

　　1、熔覆層與基體能形成冶金結合;

　　2、基體受到的熱影響小，不易變形;

　　3、熔覆層的稀釋率低，節(jié)約昂貴的熔覆材料;

　　4、熔覆層的厚度大小可以控制;

　　5、可以修復零部件的特定部位及其他方法難以處理的部位。

　　在對農機零部件進行熔覆和修復之前，需要對農機零部件的表面進行預處理。由于農機工作環(huán)境惡劣，農機零部件表面常常覆蓋有土壤、油污、水、化肥、農藥、鐵銹、氧化層等，因此與其他領域相比，零部件的修復工作更多復雜的。對于農業(yè)機械的零部件，一般的操作是用水沖洗掉接觸土壤的部件表面的污垢。如果破損表面污垢比較牢固，可以采用激光清洗的方法清理。之后，用砂紙打磨待熔覆表面，并用丙酮清洗，避免激光熔覆時表面污漬進入熔覆層，造成缺陷，影響熔覆層的質量和性能。

隨著現代科學技術和工業(yè)的不斷發(fā)展，零件的工作環(huán)境越來越復雜，對表面性能的要求也越來越高。因此零件報廢率大大增加。通常因表面失效而報廢的零件包括：轉子葉片、輥軸零件、齒輪零件、接頭零件等。

　　僅表面損傷的零件，在零件的綜合性能滿足使用條件的情況下，可以進行修復。因加工不當或服役損壞而報廢的零部件如果能夠得到修復，不僅可以節(jié)省的經濟和時間損失，還可以提高資源的利用率，符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

　　目前，零件修復的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空鍍膜、鎢極惰性氣體保護焊(TIG)和等離子熔覆修復。激光熔覆是根據工件工況要求，熔覆具有各種設計成分的金屬或非金屬，制備出具有耐熱、耐腐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或光學、電學、磁性。

　　激光熔覆是一種快速冷卻工藝。在熔覆過程中，對被修復工件的熱輸入小，熱影響區(qū)小，熔覆層組織精細，易于實現自動化。因此采用激光熔覆的方法修復零部件比其它的方法具有更大的優(yōu)勢。激光熔覆技術解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工工藝中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術難題，也解決了傳統(tǒng)冷加工工藝中涂層與基體的結合強度問題，如由于電鍍和噴涂不一致，這為表面修復提供了良好的途徑。利用激光還可以修復受損的三維復雜零件，充分體現了激光再制造技術的靈活性和性。