推移活塞桿激光熔覆修復(fù)加工工藝過程及技術(shù)要點 |
一、引言
推移活塞桿作為液壓支架等設(shè)備的關(guān)鍵部件,在煤礦開采等復(fù)雜工況下長期承受交變載荷、摩擦和腐蝕作用,極易出現(xiàn)表面磨損、劃傷、腐蝕等損傷,導(dǎo)致設(shè)備密封性能下降、運行效率降低甚至故障停機(jī)。傳統(tǒng)修復(fù)方法如電鍍、熱噴涂等存在結(jié)合強度低、涂層厚度有限、易產(chǎn)生氣孔和裂紋等缺陷。而激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)憑借其獨特的優(yōu)勢,成為了推移活塞桿**修復(fù)的理想選擇,為設(shè)備的可持續(xù)運行和成本控制提供了有力保障。
二、推移活塞桿激光熔覆修復(fù)加工工藝過程
(一)修復(fù)前準(zhǔn)備
表面預(yù)處理:對損傷的推移活塞桿進(jìn)行徹底清洗,去除表面油污、鐵銹等雜質(zhì),可采用化學(xué)清洗或超聲波清洗的方式。然后通過機(jī)械打磨,將表面打磨粗糙,粗糙度控制在 Ra 6.3 - 12.5μm,以增加熔覆層與基體的結(jié)合力。
損傷評估:使用專業(yè)的測量儀器,如三維掃描儀、卡尺等,對活塞桿的磨損、腐蝕部位及程度進(jìn)行精確測量和評估,確定熔覆區(qū)域和所需熔覆層厚度,為后續(xù)工藝參數(shù)設(shè)定提供依據(jù)。
(二)激光熔覆操作
1、預(yù)置或送粉方式選擇
預(yù)置法:將熔覆粉末均勻地預(yù)置在活塞桿待修復(fù)表面,可采用刷涂、噴涂等方式。該方法適合小面積、形狀簡單的修復(fù)區(qū)域,粉末利用率較高,但涂層均勻性相對較差。
同步送粉法:通過送粉器將粉末直接送入激光熔池,實現(xiàn)粉末與激光的同步作用。此方法適用于大面積、復(fù)雜形狀的修復(fù),能夠精確控制送粉量,保證熔覆層的均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。
2、激光熔覆參數(shù)設(shè)定
激光功率:一般在 1 - 3kW 之間,功率過高易導(dǎo)致基體過度熔化,出現(xiàn)變形甚至燒穿;功率過低則熔覆材料與基體無法充分熔合,結(jié)合強度不足。
掃描速度:通?刂圃 5 - 20mm/s,掃描速度過快會使熔覆層厚度不均勻,結(jié)合不牢固;掃描速度過慢則會增加熱輸入,導(dǎo)致基體熱影響區(qū)過大,產(chǎn)生變形和裂紋。
送粉速率:根據(jù)修復(fù)要求和激光功率調(diào)整,一般在 5 - 20g/min,送粉速率需與激光功率和掃描速度相匹配,以保證熔覆層的質(zhì)量和性能。
(三)后處理
熱處理:激光熔覆后,活塞桿表面存在較大的殘余應(yīng)力,通過回火處理(溫度一般在 180 - 250℃,保溫 2 - 4 小時)可****殘余應(yīng)力,改善熔覆層的組織和性能,提高其韌性和疲勞強度。
機(jī)械加工:采用磨削、拋光等機(jī)械加工方法,將熔覆層加工至所需尺寸和精度,表面粗糙度達(dá)到 Ra 0.8 - 1.6μm,滿足活塞桿的使用要求。
三、激光熔覆修復(fù)加工關(guān)鍵技術(shù)要點
(一)熔覆材料選擇
根據(jù)推移活塞桿的工作環(huán)境和性能要求,選擇合適的熔覆材料。常用的熔覆材料有鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金等。鎳基合金具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和高溫性能;鈷基合金在高溫、強腐蝕環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)異;鐵基合金成本較低,適用于一般工況下的修復(fù)。例如,在煤礦井下潮濕、有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,選擇含鉻、鉬等元素的鎳基合金作為熔覆材料,可顯著提高活塞桿的耐腐蝕性能。
(二)熔覆層質(zhì)量控制
防止氣孔和裂紋產(chǎn)生:嚴(yán)格控制粉末的粒度、純度和含水量,避免因粉末中雜質(zhì)和水分在熔覆過程中產(chǎn)生氣孔。優(yōu)化激光熔覆工藝參數(shù),控制熱輸入,減少熔覆層的冷卻速度,防止因熱應(yīng)力過大產(chǎn)生裂紋。同時,在熔覆前對基體進(jìn)行預(yù)熱(溫度一般在 100 - 200℃),熔覆后進(jìn)行緩冷處理,可**降低熱應(yīng)力,減少裂紋的產(chǎn)生。
保證熔覆層均勻性:通過精確控制送粉量、激光功率和掃描速度的穩(wěn)定性,以及采用合理的掃描路徑規(guī)劃,如采用搭接掃描方式,搭接率控制在 30 - 50%,可保證熔覆層的厚度和性能均勻一致。
四、應(yīng)用案例分析
某煤礦企業(yè)的液壓支架推移活塞桿在使用一段時間后,出現(xiàn)大面積磨損,磨損深度達(dá) 1 - 2mm,導(dǎo)致支架密封性能下降,頻繁出現(xiàn)液壓泄漏問題。采用激光熔覆修復(fù)技術(shù),選擇鎳基合金粉末作為熔覆材料,通過合理設(shè)定激光功率、掃描速度和送粉速率等工藝參數(shù),對磨損部位進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)后的活塞桿表面平整,熔覆層厚度均勻,經(jīng)檢測,熔覆層與基體結(jié)合強度高,硬度達(dá)到 HRC 50 - 55,耐磨性顯著提高。投入使用后,該活塞桿運行穩(wěn)定,液壓泄漏問題得到**解決,使用壽命延長了 2 - 3 倍,為企業(yè)節(jié)省了大量設(shè)備更換成本。
五、結(jié)論
推移活塞桿激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)憑借其獨特的原理和工藝優(yōu)勢,在解決活塞桿表面損傷問題方面具有顯著效果。通過合理選擇熔覆材料、優(yōu)化工藝參數(shù)和嚴(yán)格控制熔覆層質(zhì)量,能夠?qū)崿F(xiàn)活塞桿的**修復(fù)和性能提升,為煤礦等行業(yè)的設(shè)備維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)在推移活塞桿及其他機(jī)械零部件修復(fù)領(lǐng)域?qū)⒕哂懈鼜V闊的應(yīng)用前景。
資訊來源:http://www.gshenglaser.com/
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