激光熔覆修复技术的应用研究

发布时间：2022-09-14

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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。

1）航空航天领域，在钛合金表面熔覆增强材料；

2）汽车制造领域，排气门表面熔覆耐磨、耐热材料；

3）石油化工领域，磨损零件表面补焊修复；

4）模具和轧辊领域，在模具表面熔覆陶瓷提高模具表面硬度和耐热性；

5）生物医药领域，解决不锈钢耐腐蚀性和生物相容性较差问题。

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。

文章来源于：激光网

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