激光熔覆技术在港机维修中的应用

时间：2023-08-24

激光熔覆技术是以不同的填料方式，在被熔覆基材表面上放置被选择的合金材料，利用高能激光束辐照，与基材表面一薄层同时快速融化、扩展、冷凝，从而形成稀释率较低(一般小于5%)，与基材形成合金的表面涂层，改善金属表面耐磨、耐蚀、耐高温抗氧化特性的技术工艺方法。

激光熔覆技术与电镀、喷涂、堆焊和气相沉积等传统工艺相比较，其优点是：

(1)熔覆层组织均匀致密，微观缺陷少，与基材结合强度高，稀释率可控性好。

(2)激光能量密度高，作用时间短，冷却速度快，组织具有快速冷凝的特性，基材热影响区小，热变形量小。

(3)激光熔覆为无接触加工，易于实现自动化，能进行选区熔覆。

(4)熔覆厚度可控，单道一次可熔覆可在0.2～2.0 mm范围内。

(5)激光熔覆层硬度高、韧性好、工件使用寿命可提高5～8倍。

(6)具有节能、环保等特性。

激光熔覆技术可修复低碳钢、中碳钢及各类合金钢、不锈钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金等。

根据基材的不同性能要求，可选择不同成分的铁基、镍基、钴基自熔性粉末及复合粉末。激光熔覆粉末的选择是决定激光熔覆层质量性能的关键因素，铁基粉末主要有：Fe30、Fe45、Fe60等。镍基粉末主要有：Ni20、Ni25A、Ni45、Ni60等。钴基粉末主要有：Co42A、Co42B、Co42C、Co50等。粉末具有良好的灵动性、自熔性、润湿性和熔覆性。

现代港机驱动部分是由大功率电机、减速箱等组成，由于受设备不间断使用时间长，工作环境恶劣等因素影响，电机和减速箱长时间运行后，各个部件会出现不同程度的磨损，严重的会影响设备的正常使用。

减速箱传动部位局部摩擦损坏，特别是轴承和壳体接触面部位壳体内孔是容易磨损的部位，处理不当会造成整台减速箱报废。

电机转子轴是电机的核心部件，承载着电机组成部件间的尺寸配合与安装，转子轴在工作过程中，磨损与撞击程度通常很严重。

利用激光熔覆技术对转子轴轴身端及轴承室危机进行修复与再造，激光熔覆层与基体为冶金结合，同时可较好选取熔覆材料填补较大的沟痕、坑、洞等缺陷，适用于变形较大的轴类，熔覆层硬度可达HRC5以上，是传统的刷镀、喷涂、堆焊等维修工艺无法比拟的。港机设备中电机多为大功率电机，价格高昂，维修难度大，利用激光熔覆技术能对电机轴进行维修，能有效降低维护成本。

减速箱经过长时间高负荷运转后，其高速轴和低速轴会出现磨损，产生沟槽，与密封圈配合不良，导致漏油。通过激光熔附技术修复减速箱轴的沟槽，同时换新油封，能较好地解决减速箱轴端漏油问题。

在我国港口机械应用中，钢铁基的金属材料占主导地位。同时，金属材料的失效(诸如腐蚀、磨损、疲劳等)大多发生零部件的工作表面，需要对表面进行强化。为满足工件的服役条件而采用大块的原位自生颗粒增强钢铁基复合材料制造，不仅浪费材料，而且成本高。另一方面，从仿生学的角度考察**生物材料，其组成为外密内疏，性能为外硬内韧，且密-疏、硬-韧从外到内是梯度变化的，**生物材料的特殊结构使其具有优良的使用性能。根据工程上材料特殊的服役条件和性能要求，迫切需要开发强韧结合、性能梯度变化的新型表层金属基复合材料。因此，利用激光熔覆方法制备与基材呈冶金结合的梯度功能原位自生颗粒增强金属基复合材料不仅是工程实践的迫切需要，也是激光表面改性技术发展的必然趋势。

词条
词条说明
高速激光熔覆的应用市场
一、动力设备修复和改造在冶金、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备，例如：汽轮机、离心压缩机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电TRT、烟气轮机、发电机、增速机等等。特别是70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备，经过长周期各种工况条件下服役，因腐蚀、磨损和疲劳等因素，所有设备均存在着使用中的损伤失效，有的则处在报废或即将报废状态。而常规的技术和工艺
激光熔覆应用
激光熔覆技术是一种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科。它由上个世纪60年代提出，并于诞生了**项论述高能激光熔覆的**。进入80年代，激光熔覆技术得到了迅速的发展，结合技术兴起的快速原型加工技术，为激光熔覆技术又添了新的活力。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐蚀及
激光熔覆技术在港机维修中的应用
激光熔覆技术是以不同的填料方式，在被熔覆基材表面上放置被选择的合金材料，利用高能激光束辐照，与基材表面一薄层同时快速融化、扩展、冷凝，从而形成稀释率较低(一般小于5%)，与基材形成合金的表面涂层，改善金属表面耐磨、耐蚀、耐高温抗氧化特性的技术工艺方法。激光熔覆技术与电镀、喷涂、堆焊和气相沉积等传统工艺相比较，其优点是：(1)熔覆层组织均匀致密，微观缺陷少，与基材结合强度高，稀释率可控性好。(2)激
激光熔覆技术及设备
激光熔覆是指通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法。激光熔覆设备可以实现激光熔覆、激光表面热处理、激光表面合金化等工艺。设备主要包括：熔覆主机机床、托辊架、激光器、冷水机、稳压器、送粉器。激光熔覆特点:熔覆层稀释度低但结合力强，与基体呈冶金结合，可基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的