Technologie zur Wiederaufbereitung von Laserbeschichtungen
Mar 26, 2024
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der modernen Wissenschaft, Technologie und Industrie wird die Arbeitsumgebung von Teilen und Komponenten immer komplexer und die Anforderungen an die Oberflächeneigenschaften werden immer höher. Daher ist die Ausschussrate von Teilen stark gestiegen. Zu den Teilen, die aufgrund von Oberflächenfehlern üblicherweise verschrottet werden, gehören: Rotorblätter, Wellenteile, Getriebeteile, Formen usw.
Teile, die nur oberflächlich beschädigt sind, können unter der Bedingung repariert werden, dass die Gesamtleistung der Teile den Arbeitsbedingungen entspricht. Wenn aufgrund von Fehlverarbeitung oder Serviceschäden verschrottete Teile repariert werden können, können nicht nur enorme wirtschaftliche und zeitliche Verluste ausgeglichen werden, sondern auch die Ressourcennutzung verbessert werden.
Aktuelle Methoden zur Reparatur von Teilen umfassen Laserauftragschweißen, Vakuumlöten, Vakuumbeschichten, Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) und Plasmabeschichtungsreparatur. Das Laserauftragschweißen basiert auf den Arbeitsbedingungen des Werkstücks und plattiert Metalle oder Nichtmetalle mit verschiedenen Designkomponenten, um Oberflächenbeschichtungen herzustellen, die hitzebeständig, korrosionsbeständig, verschleißfest, oxidationsbeständig, ermüdungsbeständig oder optisch sind , elektrische und magnetische Eigenschaften.
Beim Laserauftragschweißen handelt es sich um einen schnellen Abkühlungsprozess. Während des Plattierprozesses ist der Wärmeeintrag in das reparierte Werkstück gering, die Wärmeeinflusszone klein, die Plattierschicht weist eine feine Struktur auf und die Automatisierung ist einfach zu implementieren. Daher wird zur Reparatur des Rotors das Laserauftragschweißen eingesetzt. Andere Teile haben größere Vorteile als andere Methoden. Die Laserbeschichtungstechnologie löst eine Reihe technischer Probleme wie thermische Verformung und thermische Ermüdungsschäden, die bei thermischen Bearbeitungen wie herkömmlichem Elektroschweißen und Argon-Lichtbogenschweißen unvermeidlich sind. Es löst auch die Haftfestigkeit zwischen der Beschichtung und dem Substrat während der Kaltverarbeitung wie herkömmlicher Galvanisierung und Sprühen. Schlechter Widerspruch, der eine gute Möglichkeit zur Oberflächenreparatur bietet.
Einführung in den Laserauftragsprozess
Bei mechanischen Teilen mit Verschleiß, Korrosion, Kriechen, Ermüdung und Bruchversagen wird die Laserbeschichtungstechnologie eingesetzt, um gleichzeitig Legierungspulver in das Schmelzbad einzuspeisen und schnell zu verfestigen, um eine Beschichtungsschicht mit besonderen Eigenschaften zu bilden. Die Mantelschicht weist keine Poren und Rissdefekte auf und der Härtebereich liegt zwischen 20 und 60 HRc, wodurch verschiedene Arbeitsbedingungen und Leistungsanforderungen erfüllt werden können. Geeignet für die Verkleidung/Wiederherstellung verschiedener großer Teile mit komplexen Formen, zur Wiederherstellung der Größe und Leistung defekter Teile, zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und zur Verlängerung der Lebensdauer.
Eigenschaften des Laserbeschichtungsprozesses
Geringer Wärmeeintrag, kleine Wärmeeinflusszone, geringe Verformung und nur geringer Bearbeitungsaufwand;
Reduzieren Sie den Verlust von Legierungsmaterial;
Die Verdünnungsrate beträgt weniger als 1 %, wodurch die spezifischen Eigenschaften der Verkleidungsschicht erhalten bleiben können;
Flexibilität, Automatisierung, kurze Verarbeitungszyklen, niedrige Kosten und eine bessere Leistung als bei neuen Produkten;
Metallurgisch mit der Matrix verbunden, mit hoher Haftfestigkeit;
Durch die Verwendung spezieller Legierungspulver kann die Mantelschicht Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und andere Eigenschaften aufweisen;
Die Mantelschichtstruktur weist eine vollständig feinkörnige Struktur und eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit auf.
Anwendung der Laserbeschichtungstechnologie
1. Reparatur von Rotorblättern
Rotorblätter sind wichtige Teile, die sich direkt auf die Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Motors auswirken. Ihre Arbeitsbedingungen sind sehr rau und können leicht beschädigt werden, sodass auch die Anforderungen an die Materialleistung erheblich gestiegen sind. Die Anwendung der Laserauftragschweißtechnik auf Rotorblättern ist gut untersucht, was auch eine gute Voraussetzung für den Einsatz in der Reparatur darstellt.
2. Reparatur von Wellenteilen
Zu den Hauptursachen für den Ausfall von Wellenteilen gehören in der Regel Wellenverformung, Wellenbruch und Wellenoberflächenversagen. Mithilfe der Hochleistungs-Laserbeschichtungs-Reparaturtechnologie kann eine Schicht aus eisenbasiertem Legierungsmaterial auf die defekte Oberfläche von Wellenteilen laserbeschichtet werden, so dass die Oberfläche der plattierten Legierungsschicht gute mechanische Eigenschaften aufweist und die verschrotteten Teile wiederverwendet werden können .
3. Schimmelreparatur
Formen spielen eine wichtige Rolle beim Gussformen und bei der Kunststoffformverarbeitung. Der Herstellungsprozess ist komplex, der Produktionszyklus lang und die Verarbeitungskosten hoch. Daher hat die Reparatur und Wiederverwendung defekter Formen zweifellos erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Das Laserauftragschweißen hat sich zu einem Forschungsschwerpunkt für die Reparatur von Formen entwickelt und große Aufmerksamkeit erregt.
Die Methode des Laserauftragschweißens zur Reparatur des Oberflächenverschleißes der Form lässt sich wie folgt zusammenfassen: Verwendung eines Hochleistungslaserstrahls mit konstanter Leistung P und eines heißen Pulverstroms, der gleichzeitig auf die Formoberfläche trifft, teilweise Das einfallende Licht wird reflektiert, ein Teil des Lichts wird absorbiert und sofort wieder abgegeben. Nachdem die absorbierte Energie einen kritischen Wert überschreitet, schmilzt das Metall und bildet ein Schmelzbad, das dann schnell zu einer metallurgisch verbundenen Umhüllung erstarrt. Der Laserstrahl bewegt sich hin und her, um die Form Zeile für Zeile und Schicht für Schicht entsprechend der von der CAD-Sekundärentwicklungsanwendung vorgegebenen Route zu reparieren. Insbesondere erfordert die reparierte Form nahezu keine Wiederaufbereitung.
Anwendungsgebiete:
Wird in der Elektrizitätswirtschaft (Dampfturbinenrotoren, Schaufeln), im Bergbau (Zahnräder, Bohrkronen, hydraulische Stangen), in Maschinen (Wellen, Zahnrädern), in der Petrochemie (Turbinenscheiben, Rotoren, Stößelstangen) und auf Schiffen (Kurbelwellen, Motorschaufeln, Nockenwellen) verwendet. , Die wiederaufbereiteten Teile von Lokomotiven (Wellen, Turbinenschaufeln, Drehgestelle, Kolben), Formen (Stanzformen, Schmiedeformen, Druckgussformen) und anderen Industriezweigen sind von zuverlässiger Qualität und haben gute wirtschaftliche und soziale Vorteile.
