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再制造產(chǎn)業(yè)是指在原有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上,將廢舊產(chǎn)品利用技術(shù)手段進(jìn)行修復(fù)和改造的一種產(chǎn)業(yè)。它是以產(chǎn)品全壽命周期理論為指導(dǎo),以實(shí)現(xiàn)廢舊產(chǎn)品性能提升為目標(biāo)的一種產(chǎn)業(yè)。
) L0 H5 h, O3 d9 _4 `7 k4 l4 Z 熔覆(Cladding)屬于再制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。熔覆技術(shù)廣泛應(yīng)用于冶金、石化、電力、能源、交通、軍工、輕工、磨具、機(jī)械制造、煤機(jī)、農(nóng)機(jī)、水泥等諸多行業(yè)。典型應(yīng)用包括:. J, D/ D0 k0 m3 w+ g
(1)渦輪動(dòng)力設(shè)備修復(fù)和改造;
& {3 z, R" E+ _5 L% t4 S7 N6 d (2)高載荷、低轉(zhuǎn)速、高精度、高合金零部件的修復(fù)和強(qiáng)化;6 r0 m4 ~4 |9 }
(3)汽車覆蓋件大型模具激光修復(fù);8 `2 V3 e( I* F. l# V
(4)礦山機(jī)械零件的激光強(qiáng)化與修復(fù);
# s: C0 W0 u) A$ R2 @ 熔覆可以改善材料表面的性質(zhì)。根據(jù)不同的工業(yè)應(yīng)用,熔覆可以使材料變得耐磨,耐腐蝕,耐熱等。硬化(Hardening)只是改變了基體材料表面薄層性質(zhì),相對而言,熔覆產(chǎn)生了完全不同于基體材料的新表面層。目前有多種方法實(shí)現(xiàn)熔覆,每種方法各有特點(diǎn)。但從質(zhì)量、產(chǎn)量、兼容性及性價(jià)比等多方面綜合考慮,激光熔覆(Laser Cladding)正越來越受到市場認(rèn)可。由于激光能量集中,激光熔覆僅僅融化“基體材料的表面”和“覆層材料(Clad Material)”。激光熔覆產(chǎn)生的覆層質(zhì)量很高。覆層材料空隙少,表面均勻。激光熔覆僅在特定部位注入特定能量,實(shí)現(xiàn)了對工藝參數(shù)的精確控制,省略后處理過程。減少熔融體,避免材料浪費(fèi)。避免了基體材料的硬化。另外,伴隨激光熔覆的自然淬火過程也使得熔覆材料更加致密。
# f. E7 ~; m( M, A5 `4 r5 t5 [$ u覆層材料可以是線狀,帶狀或者粉末狀。由于待熔覆區(qū)域通常遠(yuǎn)大于光斑,光束總是沿著某個(gè)方向掃描工件表面。采用線狀或者帶狀覆層材料時(shí),光斑的短軸方向與光束掃描方向垂直。采用粉末狀覆層材料時(shí),光斑的長軸方向與光束掃描方向垂直。, j8 e) V9 `3 U+ G4 C) M8 h
激光熔覆的工藝參數(shù)主要有激光功率、光斑直徑、熔覆速度等。激光熔覆各參數(shù)之間相互影響,是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。通常來說,激光功率越高,熔覆層厚度越大,熔覆材料利用率越高。但激光功率也不能過高,因?yàn)榧す夤β试礁撸鄹膊牧袭a(chǎn)生氣孔的概率也越大。
4 |8 P' b) e7 g$ \當(dāng)熔覆層深度達(dá)到極限深度后,隨著功率提高,基體表面溫度升高,變形和開裂現(xiàn)象也會(huì)加劇。當(dāng)然,激光功率也不能過低,否則僅表面涂層融化,基體未熔,此時(shí)熔覆層表面出現(xiàn)局部起球、空洞等,達(dá)不到熔覆目的。為了得到最佳熔覆效果,客戶需要根據(jù)具體應(yīng)用反復(fù)摸索相關(guān)參數(shù)。
; u. @) b1 \( [, M1 l目前市場上激光器種類繁多,哪種激光器更適合激光熔覆呢?氣體激光器由于體積大、能耗高等原因,其市場應(yīng)用正在逐步縮小。光纖激光器和碟片激光器雖然光束質(zhì)量優(yōu)異,但是熔覆硬化之類的表面熱處理應(yīng)用對光束質(zhì)量的要求并不高,半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量足以勝任。此外,半導(dǎo)體激光器直接實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換,整體效率高達(dá)50%以上。而固體激光器、光纖激光器和碟片激光器都需要半導(dǎo)體激光器作為光泵浦源,無論光光轉(zhuǎn)換效率多高,整體效率仍然遜色于半導(dǎo)體激光器。從體積、能耗、光束質(zhì)量等各方面綜合考慮,半導(dǎo)體激光器是激光熔覆的首選。9 N; D: P2 D3 q
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