自工業(yè)革命以來(lái)，金屬零件磨損后的修復(fù)問(wèn)題始終是一個(gè)重要課題。過(guò)去，技術(shù)人員曾先后采用噴涂、堆焊、電鍍和氣相沉積等傳統(tǒng)工藝進(jìn)行金屬零件的維護(hù)，但這些工藝存在高污染、能耗大、場(chǎng)景局限等痛點(diǎn)。隨著技術(shù)進(jìn)步，激光熔覆逐漸成為主流修復(fù)技術(shù)，在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用替代。

在華北地區(qū)最大的激光熔覆加工基地，唐山市海工機(jī)械設(shè)備有限公司總經(jīng)理信建忠為我們介紹了激光熔覆的應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢(shì)。

熔舊覆新解決工件變形的核心難題

2013年，海工機(jī)械進(jìn)入機(jī)電產(chǎn)品再制造領(lǐng)域，10余年間，見(jiàn)證了激光熔覆技術(shù)的快速發(fā)展與迭代，并為鋼鐵、風(fēng)電等產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)激光再制造，修舊如新，甚至耐磨、耐腐等性能更優(yōu)異。

激光熔覆技術(shù)，是一種先進(jìn)的表面改性技術(shù)，通過(guò)高能激光束將金屬粉末熔化并快速凝固，在基材表面形成一層致密、高性能涂層，實(shí)現(xiàn)“熔舊覆新”。這一技術(shù)能夠修復(fù)磨損零件，提升材料的耐磨性、耐高溫、耐腐蝕性，讓金屬重獲新生。

1、解決工件變形核心難題

信總介紹道：“激光熔覆技術(shù)的核心在于‘精準(zhǔn)’和‘高效’。與傳統(tǒng)焊接或噴涂技術(shù)相比，激光熔覆可實(shí)現(xiàn)更精細(xì)加工，同時(shí)減少熱影響區(qū)，避免基材變形、裂紋等缺陷。”

在激光熔覆工藝中，工件變形是一大難題，尤其是裂紋和氣孔問(wèn)題非常棘手。海工機(jī)械通過(guò)多年實(shí)踐，總結(jié)出一套行之有效的解決方案。

“我們通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，比如激光功率、掃描速度和粉末輸送速率，結(jié)合預(yù)熱和緩冷技術(shù)，有效控制了工件的變形問(wèn)題?！?/p>

海工機(jī)械還自主研發(fā)了底層算法，用于精確控制熔覆過(guò)程?！拔覀冄邪l(fā)的5臺(tái)新設(shè)備都采用了這套算法，能根據(jù)工件的形狀、材料和位置自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)，確保熔覆層的均勻性和一致性。”信總補(bǔ)充道。

2、修補(bǔ)比重置更劃算

控制成本是企業(yè)生存的關(guān)鍵。對(duì)于大型設(shè)備零件而言，修補(bǔ)往往比訂購(gòu)更劃算，這樣不僅成本更低，而且經(jīng)過(guò)維護(hù)的零部件更加耐用。

信總介紹，通常修復(fù)后的零部件強(qiáng)度可達(dá)到原強(qiáng)度的90%以上，但其熔覆成本不到重置價(jià)格的1/5，并可節(jié)能60%、節(jié)材70%、降低污染物排放80%以上。另外，為關(guān)鍵部件表面鍍上一層超耐磨抗蝕合金，可大大提高使用壽命。

激光熔覆的效果主要取決于工藝和材料選擇。海工機(jī)械通過(guò)材料配比的研發(fā)，建立了核心優(yōu)勢(shì)。

“我們針對(duì)不同行業(yè)的需求，開(kāi)發(fā)了多種材料配方，比如用于鋼廠層冷輥道的‘三耐’材料（耐磨損、耐高溫、耐腐蝕），熔覆厚度控制在1-2毫米，既能滿足性能要求，又不會(huì)增加太多成本。”信總介紹道。

▲鋼廠層冷輥道熔覆效果

熔覆系列助力挑戰(zhàn)高難度異形件加工

目前，海工機(jī)械擁有10余臺(tái)激光熔覆加工設(shè)備，凱普林熔覆系列光纖激光器成為主力軍。信總對(duì)此給予了高度評(píng)價(jià)：“凱普林激光器功率穩(wěn)定、光束質(zhì)量好，特別適合激光熔覆加工需求，不僅熔覆效率高，表面成型好，而且工藝適應(yīng)性強(qiáng)，適和多種材料表面熔覆，如鎳基、鈷基，甚至銅合金、碳化鎢等?！?/p>

▲熔覆設(shè)備采用凱普林閃電6000W光纖激光器

凱普林熔覆系列光纖激光器具有電光轉(zhuǎn)換效率高、能量分布均勻、結(jié)構(gòu)緊湊、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

·為激光熔覆工藝量身設(shè)計(jì)，支持200~1000μm光纖芯徑定制，勻化光斑輸出；

·顯著提升熔覆質(zhì)量，降低激光熔覆材料稀釋率，減少飛濺，避免脆性材料裂紋及氣孔缺陷；

·鐵基、鎳基、鈷基、鈦合金等材料熔覆層致密，結(jié)合強(qiáng)度高，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，熔覆效率高等。

適合于多種熔覆工藝，高速熔覆、寬帶熔覆、激光淬火以及激光沉積制造工藝要求，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金、煤礦機(jī)械、化工行業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。

▲凱普林6000W/12000W光纖激光器，為激光熔覆量身定制

有了閃電系列助力，唐山海工機(jī)械對(duì)金屬板材、內(nèi)徑管道乃至異形件的熔覆加工，輕松自如。從技術(shù)含金量上講，異形件和大型零件的熔覆難度更高，不過(guò)當(dāng)前擅長(zhǎng)異形件熔覆的企業(yè)屈指可數(shù)，而海工機(jī)械是其中的佼佼者。

“對(duì)異形件加工，我們的核心優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)熔覆層的均勻覆蓋，這是保證工件性能的關(guān)鍵?！毙趴傉f(shuō)道。

▲熱軋軋機(jī)軸承座內(nèi)孔激光熔覆

▲熔覆后的零部件

作為一種引領(lǐng)未來(lái)制造趨勢(shì)的先進(jìn)技術(shù)，激光熔覆技術(shù)正朝著智能化、綠色制造、多材料復(fù)合方向演進(jìn)，凱普林會(huì)繼續(xù)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與海工機(jī)械等合作伙伴攜手，給行業(yè)帶來(lái)更多驚喜和收獲?。▉?lái)源：）