13第一讲装备再制造技术十三

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1、万方数据文章编号：1671—0711(2008)12—0058—04第一讲装备再制造技术徐滨士(装甲兵工程学院，北京100072)③激光熔覆层质量控制a．激光熔覆层的成分污染。由于激光熔覆过程中元素间的扩散及熔池中金属熔体的对流，熔覆层成分不可避免地受到基体的稀释，从而造成熔覆层的污染。一般通过控制熔覆层的稀释度控制其成分污染程度。一般地，稀释度随激光束功率密度增大而增大，随扫描速度加快而减小。b．开裂、裂纹和气孔。熔覆层开裂和裂纹是因为熔覆层中存在较大应力造成的。激光熔覆工艺、熔覆材料及其与基体材料问的匹配关系均影响熔覆层的裂纹和气孔情况。优化工艺参数、合理设计熔覆材料成分均可调节熔

2、覆层的开裂和产生气孔的倾向。预热基体材料可以有效减少熔覆层裂纹的产生。c．氧化与烧损。激光熔覆过程中，由于刚成形熔覆层及激光束附近基体表面处于高温状态，因此其表面均会发生氧化。同时，熔覆材料熔池中各种合金元素均发生不同成分的烧损。通过优化保护气体的供给方式和供给量可以在一定程度上减弱氧化和烧损现象。(3)金属零部件的激光烧结快速成形制造与再制造技术激光烧结快速成形制造和再制造技术主要是指在数控模型控制下。用高功率激光束烧结金属粉末直接成形零部件或在废旧零件缺损部位烧结金属粉末恢复零件形状和功能。目前。用于直接成形金属零部件的该类技术主要包括激光选择性烧结技术(SelectiveLase

3、rSintering，SIS)。选择性激光烧结件往往成多孔状低密度结构，可以将低熔点金属熔化后渗入烧结件形成金属模具。SLS可以烧结金属或陶瓷等高熔点材料直接成形金属零部件，并且具备烧结原材料选材广泛、适用性广等优点，烧结件经后处理可直接作为模具、电火花加工电极等功能性零件使用，但制件的强度和精度问题一直是该技术制造和再制造结构零件走向实用化的一大障碍。(4)激光仿形熔铸再制造技术基于激光熔覆技术，沈阳大陆激光技术有限公司研究开发出了激光仿形熔铸再制造技术。激光熔铸通常采用预58中国设备工程I2008年12月置涂层或喷吹送粉方法加入熔铸金属，利用激光束聚焦能量极高的特点，在瞬间将基体表

4、面仅微熔，同时使熔覆金属粉末(与基体材质相同或相近)全部熔化，激光离去后快速凝固，获得与基体为冶金结合的致密覆层，使零件表面恢复几何外形尺寸，而且使表面涂层强化。图44是采用激光仿形熔铸再制造技术在加工工件，其基本原理和技术实质与激光熔覆快速成形再制造技术相同。图44激光仿形熔铸再制造技术在加工工件激光熔铸仿形再制造技术解决了振动焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证等问题。该技术具有以下特点。a．激光熔铸层与基体为冶金结合，结合强度不低于原本体材料的90％。b．基体材料在激光加工过程中仅表面微熔，微

5、熔层为0．05～0．1mm，基体热影响区极小，一般为0．1加．2mm。c．激光加t过程中基体温升不超过80。C，激光加T后无热变形。d．激光熔铸技术可控性好，易实现自动化控制。e．熔铸层与基体均无粗大的铸造组织，熔覆层及其界面组织致密．晶体细小，无孔洞，无夹杂裂纹等缺陷。C激光熔铸层为由底层、中间层以及面层组成的各具特点的梯度功能材料，底层具有与基体浸润性好、结合强度高等特点，中间层具有一定强度和硬度、抗裂纹好等优点，面层具有抗冲刷、耐磨损和耐腐蚀等性能，使修复后的设备在安伞和使用功能上更加有保障。在该技术应用方面。沈阳大陆激光技术有限公司已获得了多项专利技术，并且已根据自身企业优势及

6、周边科研院校和工厂优势，从自己的激光器和技术特点出发，针对万方数据————————————————————————二7编读虹桥白烟机、汽轮机、地面燃机、轴流风机、离心压缩机、螺杆压缩机、往复压缩机、电机、内燃机等机组的多种零部件的激光再制造质量制定了企业评价标准。巳获得的国家发明专利技术包括“气体压缩机失效转子的激光修复工艺”(01114073．9)、“激光快速修复烟机主轴损伤区方法”(01114074．7)和“烟气轮机损伤叶片激光仿形修复上艺”(01l14072．0)等。目前，沈阳大陆激光技术有限公司已成长为国内最大的激光再制造加工中心；在石化行业，成为中石化、中石油重大成套设备抢修

7、的特约单位；在冶金行业，成为宝钢、鞍钢等热连轧生产线上重载部件的维修供应商；在电力行业，其激光再制造技术成为80万kW发电机组的允用技术。(5)激光再制造技术应用及实例激光再制造技术是激光快速制造技术的新发展。它能够根据计算机三维立体模型经过单一加工过程快速制造出形状、结构复杂的实体模型，比传统模型制造的铸、锻、轧、焊、车、铣、刨、磨等一系列过程，具有巨大的技术优越性，能大大缩短新产品开发到市场的时间，大大减少产品加T周期、降低加工成本，适应现