激光熔覆技术在工业上的应用虽还处于成长探索阶段,但是随着一个个难题的突破,目前发展速度比较迅猛,在航天、汽车、化工、生物医药方面都有应用。激光熔覆属于一种激光增材料再制造技术。工业制造主要有三种形式:增材料制造,等材料制造,减材料制造。对比发现,增材料相对于等材料和减材料制造比较新颖,一定程度上颠覆了传统制造业的认识,具有环保、节省资源的特点,备受现代制造业的青睐。
我国于20世纪80年代初期开始逐步对激光熔覆展开了研究。目前,国内该技术发展速度较快,在诸多领域得到了应用。
化工设备使用环境比较恶劣,常在高温、高压、有腐蚀性的介质中运行,设备的维修费用比较高。而对于一些仅仅是外表面磨损的零部件,化工企业往往选用表面修复的方法进行维修,从而降低维修成本,缩短维修时间。目前用于化工设备零部件表面修复的方法主要有堆焊、喷涂、刷镀、激光熔覆,从结合度、修复变形量、修复厚度、覆层厚度、二次加工进行对比分析,发现激光熔覆具有比较大的优势。
激光熔覆技术主要修复步骤如下:
1. 修复前检测和评估。检查外观是否有明显的锈蚀、划伤、变形等现象,对修复表面进行着色探伤检查,确认零件表面是否存在裂纹、气孔、砂眼等缺陷,再用便携硬度计检测工件需熔覆位置及周边的硬度。
2.修复前处理。去除表面氧化层,对修复表面积周边位置打磨,去除毛刺和翻边等。
3.选取熔覆粉末种类。根据母材材质选取Ni基或 Fe基等粉末,一般择熔点较低的粉末,易控制熔覆层的稀释率,可以使熔覆层的表面质量较好。
4.选择合适参数。根据以往经验或通过工艺试验选取最优的功率、光斑直径、送粉速度、送气量和进给速度等参数组合,再根据零件外形以及修复尺寸进行编程。选择好最优的参数组合对修复外表质量尤为重要,也是修复工作中最重要、最关键的一步。
5.修复表面及尺寸检验。依据图纸要求对修复表面进行测量 ,保证有足够的余量进行二次加工;对修复表面进行裂纹、气孔 等缺陷检查,必要时还需进行硬度、耐腐蚀性等检测。对于尺寸不足、表面气孔等缺陷还需二次修复。
激光熔覆在零部件修复上的应用不仅能产生很高的经济效益,还可以降低环境破坏和资源消耗。激光熔覆焊属于绿色制造,生产过程中对环境的破坏是极低的。新制作一个新零件往往需要消耗水、电、氧气、原材料等诸多自然资源,而激光熔覆焊修复相对于重新制造新零件,在自然资源的消耗上是极少的,而且不会产生工业垃圾。
随着技术的发展和世界对资源利用认识的进一步提高,激光熔覆将逐步演变为真正意义的金属3D打印,大幅度提升原材料使用率,使得原失效零件恢复原有性能。延长失效零部件的使用寿命是激光熔覆技术的核心价值,显然这种技术在节约材料、保护环境方面发挥巨大作用,为企业设备维修缩短了周期,降低了成本。
辉锐的超高速激光熔覆设备针对轴类零部件表面做熔覆涂层。超高速激光熔覆技术完成的熔覆涂层冶金质量高、稀释率低、变形小、表面光洁度高,属于先进环保的再制造加工技术,在工业再制造领域能极大地减少企业的后续机加工成本,能有效延长产品使用周期,为企业节省大量后期维修费用。和传统的熔覆激光技术相比,超高速激光熔覆技术的工作效率要快上百倍。