激光熔覆技術(shù)不僅可以恢復(fù)受損零件的外觀和尺寸，還可以使其性能達(dá)到或超過新產(chǎn)品的水平。熔覆層與基體采用冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，不低于原基體材料的95%。單層熔覆厚度為0.2-2mm，可調(diào)范圍寬。激光加工過程中，基材表面僅發(fā)生輕微熔化，微熔化層為0.05~0.1mm。底座的熱影響區(qū)極小，一般為0.05~0.1mm。熔覆層和基體中不存在粗大的鑄造組織。熔覆層及其界面組織致密，晶粒細(xì)小，無空洞、夾雜裂紋等缺陷。

　　選擇激光熔覆給企業(yè)帶來的好處：

　　1、修復(fù)后的零件強(qiáng)度可超過原基體強(qiáng)度，使用壽命提高1.5-3倍，修復(fù)成本不到更換價格的1/5。 ;

　　2、大大縮短維修時間，解決大型企業(yè)重大成套設(shè)備持續(xù)可靠運(yùn)行解決的部件快速修復(fù)問題;

　　3、關(guān)鍵部件表面激光熔覆超耐磨耐腐蝕合金，可大大提高零件的使用壽命而不變形;


　　激光熔覆技術(shù)是一種的表面工程技術(shù)，利用高能激光束將金屬粉末與基體表面快速熔化、冶金結(jié)合，形成一層融入基體的性能優(yōu)良的A涂層。比如油田工作條件比較惡劣，許多金屬部件長期在重載荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導(dǎo)致過早失效，縮短其使用壽命。停產(chǎn)檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產(chǎn)，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙在近毫米量級。但常規(guī)表面技術(shù)處理層較薄，磨損件表面修復(fù)困難，限制了這些技術(shù)的應(yīng)用范圍。因此，激光熔覆技術(shù)可應(yīng)用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等領(lǐng)域，提高其耐腐蝕、耐磨、耐高溫等性能，延長其使用壽命，降低維護(hù)成本，提高石油產(chǎn)量效率。

油田的工作條件比較惡劣。許多金屬零件長期在重負(fù)荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導(dǎo)致其過早失效?？s短其使用壽命。停產(chǎn)檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產(chǎn)，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙都在近毫米量級。但常規(guī)表面技術(shù)的處理層較薄，導(dǎo)致磨損件表面修復(fù)困難，限制了這些技術(shù)的應(yīng)用范圍。


　　激光熔覆技術(shù)作為一種新型的表面工程技術(shù)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在油田中，激光熔覆主要應(yīng)用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等方面。下面我們將分別介紹這些應(yīng)用。

　　1、石油鉆桿

　　石油鉆桿是石油鉆井作業(yè)中鉆遇地層的重要工具之一。由于鉆桿在井下受到?jīng)_擊、摩擦和腐蝕，其表面容易出現(xiàn)裂紋、磨損和腐蝕等問題，嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的安全和效率。了解決這一問題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于石油鉆桿的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

　　通過激光熔覆技術(shù)，在鉆桿表面形成一層硬度高、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的涂層，可顯著提高鉆桿的耐用性和使用效率。同時，激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)鉆桿表面的損傷，延長鉆桿的使用壽命，降低更換成本。

　　2、抽油桿

　　抽油桿是油田采油的重要工具之一。由于長期受到來自地下原油的腐蝕和摩擦，抽油桿容易出現(xiàn)磨損、裂紋、變形等問題，嚴(yán)重影響了原油的開采和提率。為了解決這一問題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于抽油桿的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

　　經(jīng)過激光熔覆技術(shù)，在抽油桿表面形成一層高硬度、高韌性的涂層，可顯著提高抽油桿的耐用度和使用效率。激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)抽油桿表面的損傷，延長抽油桿的使用壽命，降低更換成本。

　　3、石油管道

　　輸油管道是石油生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)施之一。由于輸送的原油中往往含有腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)會對管道造成腐蝕和破壞，嚴(yán)重影響石油生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定。因此激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于輸油管道防腐和修復(fù)。

　　通過激光熔覆技術(shù)，可以在管道內(nèi)外表面形成一層具有高耐腐蝕性能的涂層，顯著提高管道的耐久性和安全性。同時，激光熔覆技術(shù)還可以對管道表面的損傷進(jìn)行修復(fù)，避免了管道泄漏等事故的發(fā)生，降低了維修成本。

　　總之激光熔覆技術(shù)在油田的應(yīng)用可以在抽油機(jī)上得到實(shí)現(xiàn)，大大提高了設(shè)備的壽命及安全性，也給企業(yè)帶來的益處，降低了成本。

對于輥壓機(jī)軸磨損的傳統(tǒng)修復(fù)方法，常采用補(bǔ)焊、電刷鍍、噴涂等工藝進(jìn)行離線修復(fù)。直接的影響就是停機(jī)時間長，整體成本高，勞動強(qiáng)度大。激光增材修復(fù)方法實(shí)現(xiàn)了在線修復(fù)。該技術(shù)非常適用于輥壓機(jī)軸磨損的修復(fù)。無需拆卸和加工即可修復(fù)。補(bǔ)焊無熱應(yīng)力，補(bǔ)焊厚度不受限制。同時，該產(chǎn)品具有金屬材料所不具備的優(yōu)惠，可吸收設(shè)備的沖擊和振動，避免了再次磨損的可能性，并大大延長了設(shè)備部件的使用壽命，為企業(yè)節(jié)省了大量的停機(jī)時間，創(chuàng)造了的經(jīng)濟(jì)價值。


　　現(xiàn)場修復(fù)過程如下：

　　1、表面處理：清除前后軸肩表面、軸承表面、軸承內(nèi)圈表面的污垢和高點(diǎn)。清除所有螺栓孔和壓板通孔邊緣的毛刺。使用砂輪打磨磨損區(qū)域，使其恢復(fù)原來的金屬顏色。

　　2、確定定位點(diǎn)：先在軸徑磨損量處增加一個定位點(diǎn)，高度略一側(cè)磨損量。以樣尺為基準(zhǔn)，用砂輪機(jī)、銼刀等工具打磨，使其高度接近與一側(cè)磨損尺寸相同。

　　3、空試軸承：安裝軸承，并用壓板緊固軸承，在壓板螺栓緊固過程中保持較小的預(yù)緊力，測量同心度和垂直度，精度誤差小于0.2 mm。

　　4、清潔表面：用無水乙醇清潔軸承位置表面和軸承內(nèi)圈表面，軸承內(nèi)圈表面刷803脫模劑。

　　5、涂抹激光增材：將均勻的激光增材直接涂抹在修補(bǔ)面上，并激光增材的填充效果，然后用刮刀均勻涂抹，厚度略支撐點(diǎn)的高度。

　　6、尺寸恢復(fù)：安裝軸承，均勻擰緊壓板，并留有足夠的預(yù)緊力。

　　7、養(yǎng)護(hù)：自然養(yǎng)護(hù)6—12小時后，拆下壓板和軸承，并清除多余激光增材。

　　8、再次應(yīng)用激光增材：用砂帶打磨修補(bǔ)激光增材表面產(chǎn)生的釉料和脫模劑。清潔后，調(diào)和金屬修復(fù)激光增材，并將其應(yīng)用于整個軸承位置的表面。

　　9、安裝方式：快速安裝軸承，整個安裝和緊固過程控制在40分鐘內(nèi)。擰緊螺栓時，要對稱擰緊。這次安裝螺栓全部擰緊到位。

　　10、后期預(yù)緊：設(shè)備空載時每3小時擰緊一次，設(shè)備滿載時每6小時、12小時、24小時擰緊一次。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的不斷發(fā)展，零件的工作環(huán)境越來越復(fù)雜，對表面性能的要求也越來越高。因此零件報廢率大大增加。通常因表面失效而報廢的零件包括：轉(zhuǎn)子葉片、輥軸零件、齒輪零件、接頭零件等。

　　僅表面損傷的零件，在零件的綜合性能滿足使用條件的情況下，可以進(jìn)行修復(fù)。因加工不當(dāng)或服役損壞而報廢的零部件如果能夠得到修復(fù)，不僅可以節(jié)省的經(jīng)濟(jì)和時間損失，還可以提高資源的利用率，符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

　　目前，零件修復(fù)的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空鍍膜、鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)和等離子熔覆修復(fù)。激光熔覆是根據(jù)工件工況要求，熔覆具有各種設(shè)計(jì)成分的金屬或非金屬，制備出具有耐熱、耐腐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或光學(xué)、電學(xué)、磁性。

　　激光熔覆是一種快速冷卻工藝。在熔覆過程中，對被修復(fù)工件的熱輸入小，熱影響區(qū)小，熔覆層組織精細(xì)，易于實(shí)現(xiàn)自動化。因此采用激光熔覆的方法修復(fù)零部件比其它的方法具有更大的優(yōu)勢。激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工工藝中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術(shù)難題，也解決了傳統(tǒng)冷加工工藝中涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度問題，如由于電鍍和噴涂不一致，這為表面修復(fù)提供了良好的途徑。利用激光還可以修復(fù)受損的三維復(fù)雜零件，充分體現(xiàn)了激光再制造技術(shù)的靈活性和性。

激光熔覆與激光合金化的兩個過程類似，但有本質(zhì)區(qū)別，主要區(qū)別如下：

　　1、激光熔覆過程中，熔覆材料完全熔化，基體熔層極薄，因此對熔覆層成分的影響極小，而激光合金化是在表面熔合中加入合金元素基體層，目的是在基體的基礎(chǔ)上形成新的合金層。

　　2、 從本質(zhì)上講，激光熔覆不是利用基體表面的熔融金屬作為溶劑，而是將單配置的合金粉末熔化，使其成為熔覆層的主體合金，同時形成一層薄薄的基底合金層也熔化，與其形成冶金結(jié)合。

　　激光熔覆技術(shù)制備新材料是極端條件下失效零件修復(fù)再制造和金屬零件直接制造的重要基礎(chǔ)，受到了科學(xué)界和企業(yè)的高度重視。

激光熔覆同步送粉智能設(shè)備技術(shù)

　　送粉設(shè)備作為熔覆設(shè)備的核心元件之一，其性能的好壞將直接影響熔覆層的質(zhì)量，隨著激光熔覆技術(shù)的飛速發(fā)展以及對熔覆層的加工精度和質(zhì)量要求的提高，開發(fā)的送粉設(shè)備對激光熔覆加工顯得尤為重要。

　　為此，西安國盛激光科技憑借自身的技術(shù)及研發(fā)實(shí)力，研制出適用于速激光熔覆同步送粉智能設(shè)備。該智能送粉設(shè)備系列為滿足激光熔覆以及速激光熔覆的送粉精度而生。在高功率大送粉量的服役工作中保持穩(wěn)定性的同時，也能夠在精密送粉工藝中發(fā)揮其到的微量送粉功能。

　　單工位熔覆淬火設(shè)備機(jī)床采用全HT鑄造床身，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減震性高，PLC控制具有“友好”的人機(jī)對話界面，四軸機(jī)構(gòu)(X、Y、Z、旋轉(zhuǎn)軸)可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動;單工位設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便;全水冷熔覆/淬火頭可實(shí)現(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè);該設(shè)備大回轉(zhuǎn)直徑?600mm，裝夾工件大長度3000mm，大承載能力3T;可實(shí)現(xiàn)軸類、盤類零件的外圓熔覆/淬火，也可對內(nèi)孔進(jìn)行熔覆/淬火。

　　目前，激光熔覆技術(shù)發(fā)展迅速，日趨成熟，正走向推廣應(yīng)用階段。激光熔覆技術(shù)是綠色再制造技術(shù)的重要支撐技術(shù)之一，是符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高新技術(shù)。中國科學(xué)家在基礎(chǔ)理論研究方面處于國際水平，為激光熔覆技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。但另一方面，激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用水平和規(guī)模還不能滿足市場需求。解決工程應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，研制特種合金粉末系統(tǒng)，研制送粉裝置和技術(shù)，系統(tǒng)研究無損修復(fù)方法，建立質(zhì)量和評價體系，加大力度，培育工程應(yīng)用有信可依的在制造業(yè)市場競爭日益激烈的今天，激光熔覆技術(shù)有著的潛力。