激光熔覆修复技术,以高能激光为热源,将金属合金材料(粉末、糊状、丝状等)快速凝固,形成致密、均匀、厚度可控的冶金结合层,提供了表面修复的好方法。
激光熔覆在轴修复中的优势如下:
1、优化轴的表面性能:激光熔覆可在轴表面形成与基体熔合、成分和性能完全不同的合金镀层。由于基体熔层极薄,对熔覆层的成分影响很小。我们可以根据具体需要制备具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光、电、磁性能的表面涂层。从而有效地提高了轴表面的性能。
2、冶金结合强度高:在激光熔覆过程中,添加的熔覆材料完全熔化,成为熔覆层的主体合金;同时,一层薄薄的基础合金也被熔化,与目标合金形成冶金结合。不易脱落,解决了电镀、喷涂等传统冷加工工艺中镀层与基体结合强度差的问题。
3、热输入低变形小:激光熔覆快热快冷,对母材影响小,稀释率≤5-8%;解决了传统电焊、氩弧焊等热熔焊不可避免的热变形加工工艺、热疲劳损伤等一系列技术难题。
4、适用多种材料:可制备铁基、镍基、钴基、铜基、复合材料等多种合金镀层。
对于辊压机轴磨损的传统修复方法,常采用补焊、电刷镀、喷涂等工艺进行离线修复。直接的影响就是停机时间长,整体成本高,劳动强度大。激光增材修复方法实现了在线修复。该技术非常适用于辊压机轴磨损的修复。无需拆卸和加工即可修复。补焊无热应力,补焊厚度不受限制。同时,该产品具有金属材料所不具备的优惠,可吸收设备的冲击和振动,避免了再次磨损的可能性,并大大延长了设备部件的使用寿命,为企业节省了大量的停机时间,创造了的经济价值。
现场修复过程如下:
1、表面处理:清除前后轴肩表面、轴承表面、轴承内圈表面的污垢和高点。清除所有螺栓孔和压板通孔边缘的毛刺。使用砂轮打磨磨损区域,使其恢复原来的金属颜色。
2、确定定位点:先在轴径磨损量处增加一个定位点,高度略一侧磨损量。以样尺为基准,用砂轮机、锉刀等工具打磨,使其高度接近与一侧磨损尺寸相同。
3、空试轴承:安装轴承,并用压板紧固轴承,在压板螺栓紧固过程中保持较小的预紧力,测量同心度和垂直度,精度误差小于0.2 mm。
4、清洁表面:用无水乙醇清洁轴承位置表面和轴承内圈表面,轴承内圈表面刷803脱模剂。
5、涂抹激光增材:将均匀的激光增材直接涂抹在修补面上,并激光增材的填充效果,然后用刮刀均匀涂抹,厚度略支撑点的高度。
6、尺寸恢复:安装轴承,均匀拧紧压板,并留有足够的预紧力。
7、养护:自然养护6—12小时后,拆下压板和轴承,并清除多余激光增材。
8、再次应用激光增材:用砂带打磨修补激光增材表面产生的釉料和脱模剂。清洁后,调和金属修复激光增材,并将其应用于整个轴承位置的表面。
9、安装方式:快速安装轴承,整个安装和紧固过程控制在40分钟内。拧紧螺栓时,要对称拧紧。这次安装螺栓全部拧紧到位。
10、后期预紧:设备空载时每3小时拧紧一次,设备满载时每6小时、12小时、24小时拧紧一次。
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。