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5个典型案例,剖析激光熔覆技术特点及应用

信息来源于:互联网 发布于:2021-04-12

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     金属激光焊接机,又常叫作激光焊机、镭雕焊机,是激光材料加工用的机械,按照激光焊接机工作方法分为五金激光焊接机、模具激光焊接机、金属激光焊接机、塑料激光焊接机、塑胶激光焊接机、电子烟激光焊接机、适配器激光焊接机、充电器激光焊接机、U盘激光焊接机、电源激光焊接机。

激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料实行微小区域内的一些提高温度,激光辐射的能量经过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特殊熔池。它是一样新型的焊接方法,主要针对薄壁材料、精密组件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、封闭焊等,深宽比高,焊缝宽度小,热干扰区小、变形小,焊接效率高,焊缝标准、美观,焊后不用处理或只需简易处理,焊缝质量高,无气孔,可准确操控,聚集光点小,定位高精密,易满足自动化。

金属激光焊接机的自动化幅度高,焊接工艺流程简易。非接触式的使用方法能够达到干净、低耗的需求。用金属激光焊接机加工工件能够提高工作效率,成品工件外部美观、焊缝小、焊接严重大、焊接质量高。金属激光焊接机大面积使用在机器配件的加工,键盘焊接,矽钢片焊接,传感器焊接,电池密封盖的焊接等等方面。

但金属激光焊接机的利润比较高,对工件安装的精确度需求也比较高,在这类方面仍然有局限性。

激光表面再制造(熔覆修复、增材制造)


激光表面再制造(熔覆修复、增材制造),是采用高能量激光作为热源,合金粉末作为覆材,通过激光辐照合金粉末同步作用于工件表面快速熔化形成熔池,再快速凝固形成致密、均匀并且厚度可控的冶金结合层,熔覆层具有可调制的特殊物理、化学和力学性能,从而达到修复工件表面尺寸、强化延长使用寿命的效果。

技术的优势

1)可在廉价、易加工的基体表面选择性的制备高性能的熔覆层,且熔覆层成分与性能极少受基体材料成分的稀释。

2)冷却速度高达10^6℃/S,得到的熔覆层组织晶粒更加细小,组织致密,硬度更高,耐磨性、耐腐蚀性更好。

3)激光加工柔性好,方便加工常规方法难以加工的部位(槽沟、内孔壁等),运动精度可控,方便加工形状复杂的轮廓表面,可实现选区精准熔覆修复,后续加工少。

4)热影响区小,变形小,稀释率≤5%。

5)熔覆层厚度、形状可根据工况要求精准控制,与基材冶金结合。

6)过程可控制,易于实现自动化,对环境无污染,噪声低,工作条件舒适。

7)为废旧零件再制造延长使用寿命“变废为宝”提供了新途径。

应用背景

目前,机器因关键零部件失效造成装备故障损失较大,价值超万亿元,其中80%以上失效是因零件表面局部磨损、腐蚀等引起,而激光表面强化及再制造与制造新产品相比,可节能60%,节材70%,节约成本50%,几乎不产生固体废物,大气污染物排放量降低80%以上。激光再制造有利于形成“资源-产品-废旧产品-再制造产品”的循环经济模式,绿色制造。

应用行业

激光熔覆修复应用涉及的领域有冶金、电力、石油、化工、船舶、机车、煤机、汽车等国民经济支柱行业。根据不同装备的使用工况环境,激光表面再制造(熔覆修复、增材制造)加工主要提高金属零部件的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化等性能,不仅能让已失效的零件恢复使用,且能显著延长新零件的使用寿命。

冶金行业

轧机牌坊——在线激光熔覆


材料:铸钢

工况:长期的高压力滑动磨损和腐蚀,造成与滑板接触面疲劳失效、尺寸超差。

加工后情况:滑板接触面激光熔敷高耐磨钴基合金,硬度28-40HRC。

使用效果:恢复尺寸、耐磨,好钢用在刀刃上,大大提升寿命,寿命8-10年。

煤机行业

液压立柱——高速激光熔覆

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材料:27SiMn/42CrMo

效率:0.6-1.2㎡/小时

功率:6-10kw

加工前硬度:217HBS(HRC超下限)

加工后硬度:45-50、53-58HRC(材料可选择)

使用效果:熔覆厚度0.2-1mm,表面粗糙度Ra 6.5-7.5um。

交通运输行业

推进器芯轴——激光熔覆修复


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材料:不锈钢

加工前硬度:HRC30

加工后硬度:HRC35-40

修复效果:恢复尺寸,同质、异质修复。

石油化工行业

油缸套筒——内孔激光熔覆修复

材料:42CrMo

加工前硬度:HRC30

加工后硬度:HRC35-45

再制造效果:恢复尺寸,同质、异质修复。

机械行业

内圈座激光熔覆

材料:40Cr

加工前硬度:HRC30

加工后硬度:HRC35-45

再制造效果:提高表面耐磨,耐蚀性能。

与传统埋弧焊、电弧焊等修复手段相比,激光熔覆具有稳定性高、热变形小、质量好、工艺多样化、加工成本低等优势。通过激光熔覆再制造后的产品质量稳定可靠,有效的延长了使用寿命,取得了良好的经济和社会效应。

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