Technologia laserowej regeneracji okładzin
Mar 26, 2024
Wraz z ciągłym rozwojem współczesnej nauki, technologii i przemysłu środowisko pracy części i komponentów staje się coraz bardziej złożone, a wymagania dotyczące właściwości powierzchni są coraz wyższe. Dlatego poziom złomu części znacznie wzrósł. Części, które zwykle są złomowane z powodu uszkodzeń powierzchni, obejmują: łopaty wirnika, części wału, części przekładni, formy itp.
Części posiadające jedynie uszkodzenia powierzchniowe można naprawić pod warunkiem, że ogólna wydajność części odpowiada warunkom pracy. Jeśli uda się naprawić części złomowane w wyniku nieprawidłowej obróbki lub uszkodzeń serwisowych, można nie tylko odzyskać ogromne straty ekonomiczne i czasowe, ale także poprawić wykorzystanie zasobów.
Obecne metody naprawy części obejmują napawanie laserowe, lutowanie próżniowe, powlekanie próżniowe, spawanie wolframowe w gazie obojętnym (TIG) i naprawę okładzin plazmowych. Napawanie laserowe opiera się na warunkach pracy przedmiotu obrabianego, napawaniu metali lub niemetali za pomocą różnych komponentów konstrukcyjnych w celu przygotowania powłok powierzchniowych, które są odporne na ciepło, korozję, zużycie, odporność na utlenianie, zmęczenie lub mają właściwości optyczne , właściwości elektryczne i magnetyczne.
Napawanie laserowe to szybki proces chłodzenia. Podczas procesu napawania dopływ ciepła do naprawianego przedmiotu jest niewielki, strefa wpływu ciepła jest niewielka, warstwa okładziny ma drobną strukturę i łatwo jest wdrożyć automatyzację. Dlatego do naprawy wirnika stosuje się napawanie laserowe. Inne części mają większe zalety niż inne metody. Technologia napawania laserowego rozwiązuje szereg problemów technicznych, takich jak odkształcenia termiczne i uszkodzenia wynikające ze zmęczenia cieplnego, które są nieuniknione podczas obróbki cieplnej, takiej jak tradycyjne spawanie elektryczne i spawanie łukiem argonowym. Rozwiązuje również siłę wiązania pomiędzy powłoką a podłożem podczas obróbki na zimno, takiej jak tradycyjne galwanizacja i natryskiwanie. Słaba sprzeczność, która zapewnia dobry sposób na naprawę powierzchni.
Wprowadzenie do procesu napawania laserowego
W przypadku części mechanicznych ulegających zużyciu, korozji, pełzaniu, zmęczeniu i pękaniu, stosuje się technologię napawania laserowego, aby jednocześnie wprowadzić proszek stopowy do stopionego jeziorka i szybko zestalić się, tworząc warstwę okładziny o specjalnych właściwościach. Warstwa okładzinowa nie ma porów i wad pęknięć, a zakres twardości wynosi 20 ~ 60 HRc, co może spełniać różne warunki pracy i wymagania wydajnościowe. Nadaje się do napawania/regeneracji różnych dużych części o skomplikowanych kształtach, przywracania rozmiaru i wydajności uszkodzonych części, poprawiania właściwości powierzchni i wydłużania żywotności.
Charakterystyka procesu napawania laserowego
Niski dopływ ciepła, mała strefa wpływu ciepła, małe odkształcenia i wymagana tylko niewielka ilość obróbki;
Zmniejsz straty materiału stopowego;
Stopień rozcieńczenia jest mniejszy niż 1%, co pozwala zachować specyficzne właściwości warstwy okładzinowej;
Elastyczność, automatyzacja, krótki cykl przetwarzania, niski koszt i wydajność lepsza niż nowe produkty;
Metalurgicznie łączony z osnową, o dużej sile wiązania;
Dzięki zastosowaniu specjalnego proszku stopowego warstwa okładzinowa może mieć odporność na zużycie, odporność na korozję, odporność na zmęczenie i inne właściwości;
Struktura warstw okładzinowych charakteryzuje się kompletną drobnoziarnistą strukturą oraz doskonałą wytrzymałością i wytrzymałością.
Zastosowanie technologii napawania laserowego
1. Naprawa łopatek wirników
Łopatki wirnika to kluczowe części, które bezpośrednio wpływają na wydajność, niezawodność i żywotność silnika, a warunki ich pracy są bardzo trudne i łatwe do uszkodzenia, dlatego znacznie zwiększono wymagania dotyczące wydajności materiałów. Zastosowanie technologii napawania laserowego na łopatach wirnika zostało dobrze zbadane, co stanowi również korzystny warunek wstępny jej zastosowania w naprawach.
2. Naprawa części wału
Zwykle głównymi przyczynami uszkodzeń części wału są deformacja wału, pęknięcie wału i uszkodzenie powierzchni wału. Stosując technologię naprawy okładzin laserowych o dużej mocy, warstwę materiału stopowego na bazie żelaza można nałożyć laserowo na uszkodzoną powierzchnię części wału, dzięki czemu powierzchnia warstwy platerowanej stopu ma dobre właściwości mechaniczne, a złomowane części można ponownie wykorzystać .
3. Naprawa pleśni
Forma odgrywa ważną rolę w formowaniu odlewów i obróbce formowania tworzyw sztucznych. Proces produkcyjny jest złożony, cykl produkcyjny długi, a koszty przetwarzania wysokie. Dlatego naprawa i ponowne wykorzystanie uszkodzonych form niewątpliwie przynosi znaczne korzyści ekonomiczne. Napawanie laserowe stało się przedmiotem badań w zakresie naprawy form i przyciągnęło wiele uwagi.
Metodę napawania laserowego w celu naprawy uszkodzeń powierzchni formy można podsumować następująco: przy użyciu wiązki lasera o dużej mocy o stałej mocy P i jednoczesnego padania strumienia gorącego proszku na powierzchnię formy, część Padające światło jest odbijane, część światła jest pochłaniana i natychmiast znika. Gdy pochłonięta energia przekroczy wartość krytyczną, metal topi się, tworząc roztopiony basen, który następnie szybko krzepnie, tworząc powłokę związaną metalurgicznie. Wiązka laserowa skanuje tam i z powrotem, aby naprawić formę linia po linii i warstwa po warstwie, zgodnie z trasą podaną przez aplikację do projektowania wtórnego CAD. W szczególności naprawiona forma nie wymaga prawie żadnej ponownej obróbki.
Pola aplikacji:
Stosowany w energetyce elektrycznej (wirniki, łopatki turbin parowych), górnictwie (przekładnie, wiertła, pręty hydrauliczne), maszynach (wały, koła zębate), petrochemii (tarcze turbin, wirniki, popychacze), statkach (wały korbowe, łopatki silników, wałki rozrządu) , Zregenerowane części lokomotyw (wały, łopatki turbin, wózki zwrotne, tłoki), formy (matryce do tłoczenia, matryce do kucia, matryce do odlewania ciśnieniowego) i innych gałęzi przemysłu charakteryzują się niezawodną jakością i przynoszą dobre korzyści ekonomiczne i społeczne.