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激光熔覆（Laser Cladding）是一種表面改性技術(shù)，也稱激光包覆或激光熔敷。它是指以不同添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固形成稀釋率極低，與基體成冶金結(jié)合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素。

激光熔覆稀釋率低、組織致密、涂層與基體結(jié)合好，使用可靠。就目前激光熔覆的應(yīng)用來看，其主要用在三個方面：一是材料表面改性，如汽輪機(jī)葉片、軋輥等；二是零件修復(fù)，如風(fēng)電主軸、行星架、行星輪等；三是快速原型制造，即利用金屬粉末逐層燒結(jié)疊加，快速制造出模型。我司主要應(yīng)用在風(fēng)電零件的修復(fù)上，圖1為采用激光熔覆法修復(fù)行星架軸頸。

圖1 激光熔覆法修復(fù)行星架軸頸

風(fēng)電零件如主軸、轉(zhuǎn)架等在維修過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)拉毛或磨損嚴(yán)重，如不進(jìn)行維修無法繼續(xù)使用，在采用激光熔覆法修復(fù)之前，多數(shù)零件都按報廢處理。2014年底，我司首次采用激光熔覆法對行星輪內(nèi)孔進(jìn)行修復(fù)并上天運(yùn)行，至今已近四年，除此之外，主軸、行星架（球鐵件）、高速軸都已成熟使用該項技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，并且已上天使用超過兩年，未有一例因此出現(xiàn)問題。我司采用該項特種修復(fù)技術(shù)后，大大提高了零件的二次利用率，減少了維修成本，并縮短了齒輪箱維修周期。

激光熔覆法修復(fù)零件工藝過程簡單、

可靠，零件修復(fù)工藝如下：

1、對零件修復(fù)位置進(jìn)行疲勞層去除，一般需進(jìn)行局部打磨或車削，此過程對零件表面粗糙度無特殊要求；

2、根據(jù)零件材料特性進(jìn)行預(yù)熱處理，防止出現(xiàn)裂紋等缺陷；

3、對預(yù)熱后的零件進(jìn)行激光熔覆，一般可熔覆3~4mm，如果對修復(fù)位置硬度要求較高，熔覆厚度可能會相對降低，因?yàn)槿鄹矊釉胶瘛⒂捕仍礁?，在不?jīng)過熱處理的情況下，大面積熔覆容易出現(xiàn)裂紋等缺陷。熔覆后的零件如圖2所示。

圖2 激光熔覆后的行星架軸頸

4、熔覆后進(jìn)行去應(yīng)力退火以及著色探傷，保證零件經(jīng)過激光熔覆后無缺陷。

5、對熔覆層進(jìn)行機(jī)加工，達(dá)到圖紙尺寸要求。

對激光熔覆后的零件軸頸進(jìn)行機(jī)加工，如圖3所示。

圖 3 機(jī)加工后的行星架軸頸

作者：吳佳 高級工程師

南京安維士傳動技術(shù)股份有限公司