山东青岛激光熔覆设备技术

激光熔覆技术不仅可以恢复受损零件的外观和尺寸，还可以使其性能达到或超过新产品的水平。熔覆层与基体采用冶金结合，结合强度高，不低于原基体材料的95%。单层熔覆厚度为0.2-2mm，可调范围宽。激光加工过程中，基材表面仅发生轻微熔化，微熔化层为0.05~0.1mm。底座的热影响区极小，一般为0.05~0.1mm。熔覆层和基体中不存在粗大的铸造组织。熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，无空洞、夹杂裂纹等缺陷。

　　选择激光熔覆给企业带来的好处：

　　1、修复后的零件强度可超过原基体强度，使用寿命提高1.5-3倍，修复成本不到更换价格的1/5。 ;

　　2、大大缩短维修时间，解决大型企业重大成套设备持续可靠运行解决的部件快速修复问题;

　　3、关键部件表面激光熔覆超耐磨耐腐蚀合金，可大大提高零件的使用寿命而不变形;


　　激光熔覆技术是一种的表面工程技术，利用高能激光束将金属粉末与基体表面快速熔化、冶金结合，形成一层融入基体的性能优良的A涂层。比如油田工作条件比较恶劣，许多金属部件长期在重载荷下工作，伴随着腐蚀、摩擦和磨损，导致过早失效，缩短其使用寿命。停产检查、更换新件，不仅增加材料成本，而且影响油田生产，造成多方面损失。油田许多金属零件摩擦副的磨损间隙在近毫米量级。但常规表面技术处理层较薄，磨损件表面修复困难，限制了这些技术的应用范围。因此，激光熔覆技术可应用于石油钻杆、抽油杆、石油管道等领域，提高其耐腐蚀、耐磨、耐高温等性能，延长其使用寿命，降低维护成本，提高石油产量效率。

激光熔覆技术可以优化资源配置,节约贵重、稀有金属材料,降低能源消耗,节省资金。激光熔覆修复技术、,有很强的保护环境的作用，属于绿色再制造工程。国盛激光是一家从事自动化激光熔覆设备、高速激光熔覆设备、激光淬火设备、激光焊接设备、3D打印设备的研发、制造、销售于一体的高新技术企业。

　　国盛激光研发的高速激光熔覆的功率密度是常规激光熔覆的5-10倍，现又研发出的移动式激光熔覆设备，避免了异地拆卸、运输、维修、安装的过程，节省了劳动强度和维修工人的时间，减少了企业的停机时间，避免了更换新零件和运输的成本;研发出的八轴联动激光熔覆设备，根据客户应用场景可配置不同规格的机器人，同时选配变位机、转台、滑台以适应不同加工类型工件的激光熔覆加工及表面处理。

激光熔覆在模具领域应用工艺

　　激光熔覆技术在模具领域应用的基本工艺流程为：模具表面检查及维修方案确认→模具表面油污清理→根据硬度要求选择合理的涂层及加工参数→熔覆加工→模具加工后表面修复并在交货前进行检验。各工序的步骤及注意事项为：

　　1、模具表面检查及保养计划确认

　　检查模具是否有裂纹、拉伤、凹坑，加工位置是否为平面或R角。根据不同问题确定修复方案，对需要处理的地方进行适当打磨。

　　2、模具表面油污的清理

　　用清洗液清洗，去除水垢、油渍、油脂和油漆等，提高表面熔覆效果。

　　3、根据硬度要求选择合理的涂层和加工参数

　　根据维护计划和客户要求选择合适的功率、焦距、光斑和镀膜(例如铸铁使用铁机粉)。

　　4、包覆加工

　　涂料通过设备均匀铺展，激光器发射激光束，激光束经内部透镜折射作用于加工表面，使涂料层与基材表面形成完整的冶金结合。

　　5、处理后模具表面修复

　　钳工对熔覆表面进行研磨、抛光，确保模具间隙和表面粗糙度符合要求。

　　6、交货前检验

　　检查处理后的硬度和表面粗糙度是否满足客户的要求，如果不符合要求，重做。

轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要大型消耗性部件。轧辊失效的普遍原因是早期磨损失效。目前，轧辊由于磨损需要修复时多采用车削或磨削等“补救措施”修正辊型。采用激光熔覆修复轧辊表面已成为延长轧辊寿命的一个主要发展方向和途径。该技术不仅可以修复轧辊，而且可以提高轧辊的耐磨性，延长轧辊的使用寿命，改善钢材的表面质量。

　　而造成辊压机轴磨损的主要原因如下：

　　1、辊压机物料粒度的控制不力；

　　2、辊压机密封失效，造成轴承载荷增大；

　　3、轴承疲劳运行，造成轴承游隙偏大；

　　4、压盘预紧力不足；

　　5、冷却铜管频繁堵塞或设计过细；

　　6、没有定期清除稳流仓物料，排除富集金属物，使设备频繁过载调停影响轴承寿命；

　　7、液压系统隐患辊缝长期偏差现象严重。

　　通常轴类零件主要失效的原因有轴变形、轴断裂、轴表面失效。发电机转轴、各种传动轴等轴类零件的破坏主要是以磨损为主的。其中轴变形、轴断裂是不可以修复的，而以磨损为主的表面失效是可以修复的。采用大功率激光熔覆修复技术，可在轴类零件表面失效的部分，激光熔覆一层铁基合金材料，使得熔覆合金层的零件表面有良好的机械性能，将报废的零件再次使用。

随着现代科学技术和工业的不断发展，零件的工作环境越来越复杂，对表面性能的要求也越来越高。因此零件报废率大大增加。通常因表面失效而报废的零件包括：转子叶片、辊轴零件、齿轮零件、接头零件等。

　　仅表面损伤的零件，在零件的综合性能满足使用条件的情况下，可以进行修复。因加工不当或服役损坏而报废的零部件如果能够得到修复，不仅可以节省的经济和时间损失，还可以提高资源的利用率，符合我国的可持续发展战略。

　　目前，零件修复的方法有激光熔覆、真空钎焊、真空镀膜、钨极惰性气体保护焊(TIG)和等离子熔覆修复。激光熔覆是根据工件工况要求，熔覆具有各种设计成分的金属或非金属，制备出具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光学、电学、磁性。

　　激光熔覆是一种快速冷却工艺。在熔覆过程中，对被修复工件的热输入小，热影响区小，熔覆层组织精细，易于实现自动化。因此采用激光熔覆的方法修复零部件比其它的方法具有更大的优势。激光熔覆技术解决了传统电焊、氩弧焊等热加工工艺中不可避免的热变形、热疲劳损伤等一系列技术难题，也解决了传统冷加工工艺中涂层与基体的结合强度问题，如由于电镀和喷涂不一致，这为表面修复提供了良好的途径。利用激光还可以修复受损的三维复杂零件，充分体现了激光再制造技术的灵活性和性。

一、激光熔覆工艺两步法(默认方法)

　　这种方法是在进行激光熔覆工艺之前，将熔覆材料放置在工作表面上，然后用激光将其熔化和凝结形成熔覆层。

　　预置覆层材料的方法有：

　　1、预涂：一般用手涂经济方便。工件表面干燥后，进行激光熔覆。但这种方法生产效率低，熔覆层厚度不一致，不适合大批量生产。

　　2、预置片：在熔覆材料的粉末中加入少量粘结剂，模压成片状，放在工件需要熔覆的部位，然后进行激光处理。这种方法粉末利用率高，质量稳定，适用于一些深孔零件，如小直径阀体。使用这种方法可以获得的涂层。


　　二、激光熔覆工艺一步法(同步法)

　　这是在激光束照射工件的同时，将熔覆材料送到激光活性区的过程。有两种方法：

　　1、同步送粉法：采用特殊的喷射送粉装置，将单一或混合粉末送入熔池，通过控制送粉量和激光扫描速度来调节熔覆层厚度。由于松散粉末对激光的吸收率大，热，可以获得比其他方法更厚的熔覆层，易于实现自动化。

　　2、同步送丝法：该方法的工艺原理与同步送粉法相同，只是将包覆材料预先加工成丝或填充丝。这种方法方便，不浪费材料，更容易熔覆层成分的均匀性，特别是当熔覆层为复合材料时，熔覆层的质量不会因成分的不同而受到影响.粉末比重或粒径，通过线材预热精细处理，可提高熔覆率。但线材表面光滑，对激光的反射强，激光的利用率比较低;另外，线材制造工艺复杂，品种规格少。