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工業(yè)制造

激光熱處理熔覆技術(shù)在機械、石化行業(yè)中的應用

星之球科技 來源:蘇州天弘激光2015-03-17 我要評論(0 )   

機器設備由于長期在惡劣環(huán)境下工作,容易導致零部件的腐蝕、磨損。典型的易失效零部件包括葉輪、大型轉(zhuǎn)子的軸頸、輪盤、軸套、

      機器設備由于長期在惡劣環(huán)境下工作,容易導致零部件的腐蝕、磨損。典型的易失效零部件包括葉輪、大型轉(zhuǎn)子的軸頸、輪盤、軸套、軸瓦等,其中許多零件價格昂貴,涉及的零部件品種很多,形狀復雜,工況差異較大。還有大型火力發(fā)電機組的大型轉(zhuǎn)子、動葉片與靜葉片都是需要進行強化或者修復。
大型轉(zhuǎn)子與輪盤
    采用激光熔覆技術(shù)進行修復,不需要預熱工件,就可以恢復軸頸的尺寸,而且后續(xù)加工量小,不產(chǎn)生冶金裂紋,硬度可以達到HRC60以上。
軸類零件的激光熔覆與修復工藝
   (1)預處理工序:包括工件表面除油、除銹→噴砂清理(進一步清理)→熔覆前處理(將需要激光熔覆的區(qū)域清洗干凈,將存在明顯缺陷的區(qū)域整平);
   (2)質(zhì)量檢驗工序:采用磁粉探傷、X射線探傷、熒光探傷或者顯示劑探傷法對清洗干凈的表面進行探傷,確定有無明顯的缺陷區(qū)域存在。
   (3)激光熔覆:采用自主知識產(chǎn)權(quán)的合金粉末進行激光熔覆,不需要預熱,不產(chǎn)生冶金裂紋,硬度最高可以達到HRC63。
   (4)后續(xù)加工處理:包括激光熔覆區(qū)域的拋磨修整與后處理;必要時噴耐磨涂層。
   (5)質(zhì)量檢驗與驗收:檢驗方法同步驟2,確認激光熔覆處理后零件表面無各種缺陷,即可進行驗收。經(jīng)過上述處理工序,可以將軸類零件復舊如新。
大型齒輪的激光淬火/熔覆
    激光淬火齒輪與齒圈,熱注入量小,齒輪或者齒圈的熱變形小,不降低齒輪的精度,不破壞齒面的表面粗糙度。采用激光熔覆技術(shù)可以直接對斷齒等情況進行修復。
大型齒輪的激光淬火與修復工藝
   (1)工藝流程:將大型齒輪裝夾到激光加工機床上,清洗齒輪齒面的油污和銹斑;在需要激光加工的齒面及軸頸部分噴涂吸光涂料,再用激光加工程序?qū)X面(齒頂、齒根等)進行淬火處理。
   (2)淬火工藝參數(shù):激光淬火后齒面的硬度范圍可以控制在HRC35—45之間;淬硬層深度為0.4-0.6mm;激光功率2.0-3.5kw;淬火掃描速度為10–50mm/s。根據(jù)齒輪齒面、齒根和齒頂對材料表面的不同硬度要求,采用數(shù)控系統(tǒng)分段分區(qū)改變工藝參數(shù),獲得相應的激光淬硬層。激光淬火后不用回火處理,齒面的表面粗糙度基本不變。
   (3)激光熔覆工藝指標:激光熔覆的單層厚度根據(jù)需要可以在0.2–2.5mm之間調(diào)節(jié)。激光熔覆層的硬度可以根據(jù)工件的需求在HRC25–60之間調(diào)節(jié)。對大型鋼齒輪而言,在無預熱條件下可直接熔覆,熔覆層均勻、連續(xù),無裂紋、氣孔等冶金缺陷。
渦輪盤激光熔覆與修復
    煙機的關鍵易損件主要有輪盤與葉片,采用合適的激光熔覆工藝先將渦輪盤及側(cè)壁上明顯存在的溝槽添平,并且焊補輪盤及側(cè)壁上所有蝕孔與裂紋,然后采用激光熔覆將與基材性能相當?shù)暮辖鸱勰啽P進行激光熔覆處理。不需打底層,也不需預熱,就可直接獲得高硬度的合金層。
渦輪葉片的激光熔覆與修復工藝
   (1)預處理工序:基本工序與前相同;
   (2)需要補焊的缺陷檢測:通過肉眼觀察和實驗儀器檢測,探測需要進行修復的區(qū)域,包括磨損區(qū)域、裂紋區(qū)域等,并記錄所需要修復的位置;
   (3)激光熔覆:對于葉片中的微細裂紋,如果采用脈沖YAG激光進行修復,可以獲得更加理想效果。激光修復葉片分為兩類:一類是顯微裂紋的修補,另一類是磨損葉片頂端的接長。采用脈沖激光熔覆技術(shù),通過控制激光輸入的能量、重復頻率數(shù)和激光掃描速度,可以控制激光熔覆層不產(chǎn)生裂紋。采用CO2激光進行熔覆處理,可以獲得相當?shù)男Ч?/div>
   (4)后續(xù)加工:對修復好的葉片進行磨加工、拋光修整,使外觀尺寸達到圖紙要求。
   (5)質(zhì)量檢測:對修復好的渦輪盤進行質(zhì)量檢測,確認所有修復部位質(zhì)量達到要求。
   (6)精整處理:對檢驗后的渦輪盤進行表面噴涂涂層等精整處理。
經(jīng)過上述處理以后,就可以將葉片修復如新。

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