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激光熔覆修复风电零件
关键词:激光熔覆
2020-02-25

亦称激光包覆或激光熔敷,是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。

与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比,具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点,因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。

从当前激光熔覆的应用情况来看,其主要应用于三个方面:一,对材料的表面改性,如燃汽轮机叶片,轧辊,齿轮等;二,对产品的表面修复,如转子,模具等。有关资料表明,修复后的部件强度可达到原强度的90%以上,其修复费用不到重置价格的1/5,更重要的是缩短了维修时间,解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。三,快速原型制造。利用金属粉末的逐层烧结叠加,快速制造出模型。


激光熔覆法修复行星架轴颈

图1 激光熔覆法修复行星架轴颈


风电零部件是大型风力发电机的关键部件。包括:轮毂,底座,齿轮箱体,行星架,机舱,电机壳,,风电法兰,力矩支撑等。

风电零件如主轴、转架等在维修过程中经常发现拉毛或磨损严重,如不进行维修无法继续使用,在采用激光熔覆法修复之前,多数零件都按报废处理。采用该项特种修复技术后,可以大大提高了零件的二次利用率,减少了维修成本,并缩短了齿轮箱维修周期。

激光熔覆法修复零件工艺过程简单、可靠,零件修复工艺如下:

1、对零件修复位置进行疲劳层去除,一般需进行局部打磨或车削,此过程对零件表面粗糙度无特殊要求;

2、根据零件材料特性进行预热处理,防止出现裂纹等缺陷;

3、对预热后的零件进行激光熔覆,一般可熔覆3~4mm,如果对修复位置硬度要求较高,熔覆厚度可能会相对降低,因为熔覆层越厚、硬度越高,在不经过热处理的情况下,大面积熔覆容易出现裂纹等缺陷。熔覆后的零件如图2所示。

4、熔覆后进行去应力退火以及着色探伤,保证零件经过激光熔覆后无缺陷。

5、对熔覆层进行机加工,达到图纸尺寸要求。


激光熔覆后的行星架轴颈

图2 激光熔覆后的行星架轴颈


激光熔覆


该技术除了应用于各种零件和模具的修复外,还可广泛应用于耐磨、耐蚀复合钢板的快速制造,耐磨零件的表面改性,各种失效零件的修复以及高性能复合零件、模具的快速制造等。其市场潜力巨大、经济效益非常可观,具有非常广泛的应用推广前景。




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