激光熔覆技术在船舶修理中的应用

发布时间：2022-09-16

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在船舶长期的运转过程中，经常会由于各种各样的因素影响而使得船舶的使用性能逐渐降低。船舶修理中碰到零部件损坏，如何快速修复并使之继续高质量运作，一直是人们谋求解决的技术难题之一。

船舶上面的许多大型设备如果零部件损坏，往往会造成重大经济损失与危害，如发电机关键部件的转子轴，因其运行精度高，速度快，一旦损坏将直接导致整个机组输出功率下降甚至瘫痪。为保险起见，一般都是直接更换损坏的零部件，但由于船舶行业零部件价格通常比较昂贵，而且订购周期，无法满足船舶修理的需求。因此船舶修理行业面临着迫切需要解决的问题：开发新型价格低廉、能快速并且具有高度可靠性的修复技术。

常用的传统修复工艺主要有普通焊条堆焊、喷涂和电镀，对于不太重要的零部件，这些传统工艺可以解决问题，但对于重要零部件，这些传统工艺方法都存在着不同程度的缺陷。例如堆焊和电焊容易变形量太大，只能用于不太重要的零部件；而喷涂和电镀的方法尽管无变形量，但它们可修复的厚度有限，并且修复层与基材的结合力不强，不能应用于高速、冲击、重载的场合。

激光熔覆利用高能激光束在金属表面辐照，通过迅速熔化、扩展、凝固，冷却在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，从而构成一种新的复合材料，以弥补机体所缺少的高性能，这种复合材料能充分发挥两者的优势，弥补相互之间的不足。根据工件的工况要求，可以熔覆耐热、耐磨、耐蚀、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。

与传统修复中常用的堆焊、喷涂和电镀等相比，激光熔覆有以下优点：

1）熔覆层与基体之间为冶金焊接结合，致密且结合强度高，不易脱落；

2）在改变或恢复工件的几何尺寸的同时，实现同步表面强化；

3）利用功能材料可实现工件表面性能的定制，改变零件的表面性能，如耐磨、耐高温、耐腐蚀等；

4）修复部位热影响区和热变形小，不改变工件基体的金属性能；

5）修复过程为机器自动控制，保证工件质量；

6）修复效率高，工期短；

7）可以修复多种材质的工件；

8）熔覆层的硬度在 HRC20～HRC60范围内，可以根据使用要求选择。

由于激光熔覆修复技术所产生的修复层为冶金结合，其组织致密，结合强度高，不易脱落，逐渐成为船舶最好的修复工艺之一。结合激光熔覆修复技术的特点与优势，船舶上的各类钢、铸铁、不锈钢零部件的磨损，都可用激光熔覆技术修复，修复后的整体性能可达到或超过新的工件。而那些以往在修船行业中令技术人员头疼的修复难题，激光熔覆修复技术更是显示出它的独到之处，比如轴类的修复，激光熔覆修复技术可以使变形量控制在 0.01~0.02mm 以内，大一点的轴甚至不存在变形；对于材质为铸铁和不锈钢的工件的修复，激光熔覆修复技术同样能解决问题，且效果显著，不出现裂纹；形状复杂工件的修复，同样可以精确高效地修复，最重要的是激光熔覆修复技术采用的熔覆材料广泛，即可使用与基体相似的材料，以达到修复尺寸的目的，也可使用性能更优良的合金材料以达到表面改性的目的。这些难题往往是传统修复工艺难以达到的。

文章来源于：激光网

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