曲轴激光修复

激光表面热处理技术及其特点

??激光表面淬火是一种利用高能量激光束扫描工件使被扫描的区域表面硬化的技术。其基本原理为用一定能量密度(103～105W/cm2)的激光照射工件，使被照射的表层区域被急速加热至相变点以上，熔点以下的温度，此时工件基体仍处于冷态，加热区与基体之间存在很大的温度梯度，当激光束停止照射时，液压支柱激光熔覆，由于热传导的作用，支承辊现场激光修复，加热区会急速冷却(106～108℃/s)而发生马氏体转变，使工件表层实现相变硬化。

激光熔覆技术兴起于20世纪80年代，是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基本材料并与之相互融合，形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层的一门新兴技术。现代化的石化工业采用连续化大生产模式，上、下游装置的供需紧密相连，每个装置生产的安稳性都将直接影响生产线的稳定。由于机器设备长期在恶劣环境下工作，容易导致零部件的腐蚀、磨损。这就对使用设备的可靠性、安全性、完好性提出了很高的要求。石化工业中典型的易失效零部件包括叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等，还有大型发电机组的大型转子、动叶片与静叶片。大型转子和轴类零件采用激光熔覆技术进行修复，不需要预热工件，就可以恢复轴颈的尺寸，机械零部件超差激光修复，而且后续加工量小，不易产生冶金裂纹，硬度可以达到HR60以上，修复后的部件强度甚至可达到原强度90%以上，重要的是其修复费用不到换件价格的1/5，吴忠激光熔覆，更重要的是缩短了维修时间，解决了石化行业中重大成套设备连续运作所必须解决的快速抢修难题。

曲轴激光熔覆技术特点

（1）冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相，如非稳相、非晶态等。

（2）涂层稀释率低（一般小于5%），与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控；

（3）热输入和变型小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内。

（4）熔深浅，对零件内部组织影响小。

（5）熔覆材料选择范围广，通过选择不同的熔覆材料从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热及电气特性。

（6）熔覆层的厚度范围大，单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm。

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