激光再制造技術及其工業應用
2013-03-13
改革開放以來，國外大批的高精尖設備引入我國，許多重大工程裝備造價十分昂貴，一旦出現損壞，使生產線中斷。特別是進口設備，缺少備件，臨時引進不僅價格昂貴，而且時間緊迫，不能保證及時生產，將造成重大的經濟損失。因此，開展重大裝備修復，發展快速、高效、精密的修復技術不僅具有廣闊的市場需求，而且具有重大的經濟效益和社會效益。
常規修復技術的種類很多，每種技術有其擅長之處，也有應用的局限性，而精密可控成形再制造的修復技術已成為重要發展方向。
近年來，國際上誕生了一門新興技術—再制造技術（Refabricating Technology）。與以往修復技術不同，再制造技術是一種全新概念的先進修復技術，它集先進高能束技術、先進數控和計算機技術、CAD/CAM技術、先進材料技術、光電檢測控制技術為一體，不僅能使損壞的零件恢復原有或近形尺寸，而且性能達到或超過原基材水平。由此形成了一門新的光、機、電、計算機、自動化、材料綜合交叉的先進制造技術。文中介紹了激光再制造系統的組成、材料選擇原則、多層熔敷后的效果及工業應用實例。
紅外溫度監控系統：
在激光熔敷修復過程中，由于多層疊加，熔層表面溫度會隨高度增加而增加，在尖角處也會引起熱量陡增。必須對熔池溫度面進行實時監測，并將測溫結果反饋給激光器和數控機床，控制激光器功率輸出以及CNC機床的運動速度，以保持熔池溫度穩定。其測溫原理為：激光涂層吸收的能量EA，一部分用于熔化粉末Ep，一部分以熱輻射的形式向外散出ER，一部分用于熱傳導ET，一部分用于與環境對流Ec，即：
激光修復層與基體是冶金結合，層內組織均勻細致，消除了氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。而熱噴涂層與基體不是冶金結合，界面為機械粘接，存在氣孔。熱噴涂層內有大量氣孔、夾渣、組織粗大。顯然激光修復后顯微組織和性能優于熱噴涂工藝。
激光熔敷技術誕生以來，作為一種修復技術已得到許多重要應用。如英國P.R航空發動機公司將它用于渦輪發動機葉片的修復，美國海軍試驗室用于修復艦船螺旋槳葉。國內對此項技術應用也在近年來取得很大進展。天津工業大學已將此技術用于冶金軋輥，拉絲輥的修復，石油行業的采油泵體、主軸的修復，鐵路、石化行業大型柴油機曲軸的修復，均收到良好的效果。
目前上述修復工作都采用一維激光熔敷方法，只能解決部分修復零件，而且僅是修復概念上的工作。事實上，在生產中還有大量的復雜貴重裝備需要三維激光再制造技術，特別是不能移動的大型設備需要解決現場修復問題。可以預見，隨著該項技術的發展與完善，在經濟建設和國防建設中將發揮巨大作用 來源：示波器 http://www.gffae.cn/
常規修復技術的種類很多，每種技術有其擅長之處，也有應用的局限性，而精密可控成形再制造的修復技術已成為重要發展方向。
近年來，國際上誕生了一門新興技術—再制造技術（Refabricating Technology）。與以往修復技術不同，再制造技術是一種全新概念的先進修復技術，它集先進高能束技術、先進數控和計算機技術、CAD/CAM技術、先進材料技術、光電檢測控制技術為一體，不僅能使損壞的零件恢復原有或近形尺寸，而且性能達到或超過原基材水平。由此形成了一門新的光、機、電、計算機、自動化、材料綜合交叉的先進制造技術。文中介紹了激光再制造系統的組成、材料選擇原則、多層熔敷后的效果及工業應用實例。
紅外溫度監控系統：
在激光熔敷修復過程中，由于多層疊加，熔層表面溫度會隨高度增加而增加，在尖角處也會引起熱量陡增。必須對熔池溫度面進行實時監測，并將測溫結果反饋給激光器和數控機床，控制激光器功率輸出以及CNC機床的運動速度，以保持熔池溫度穩定。其測溫原理為：激光涂層吸收的能量EA，一部分用于熔化粉末Ep，一部分以熱輻射的形式向外散出ER，一部分用于熱傳導ET，一部分用于與環境對流Ec，即：
激光修復層與基體是冶金結合，層內組織均勻細致，消除了氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。而熱噴涂層與基體不是冶金結合，界面為機械粘接，存在氣孔。熱噴涂層內有大量氣孔、夾渣、組織粗大。顯然激光修復后顯微組織和性能優于熱噴涂工藝。
激光熔敷技術誕生以來，作為一種修復技術已得到許多重要應用。如英國P.R航空發動機公司將它用于渦輪發動機葉片的修復，美國海軍試驗室用于修復艦船螺旋槳葉。國內對此項技術應用也在近年來取得很大進展。天津工業大學已將此技術用于冶金軋輥，拉絲輥的修復，石油行業的采油泵體、主軸的修復，鐵路、石化行業大型柴油機曲軸的修復，均收到良好的效果。
目前上述修復工作都采用一維激光熔敷方法，只能解決部分修復零件，而且僅是修復概念上的工作。事實上，在生產中還有大量的復雜貴重裝備需要三維激光再制造技術，特別是不能移動的大型設備需要解決現場修復問題。可以預見，隨著該項技術的發展與完善，在經濟建設和國防建設中將發揮巨大作用 來源：示波器 http://www.gffae.cn/
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