激光熔覆技术工艺及案例分析

在很长一段时间内，传统的工业制造加工或者再修复，需要通过电镀技术，这一技术虽然曾一度在金属表面防护、装饰加工等方面发挥了很大的作用，但长期以来带来的污染问题让许多制造企业头疼不已，因此为减少污染，新的激光熔覆技术受到人们的欢迎。

激光表面熔覆具有能量密度高，熔覆质量致密，结合强度高，熔覆层组织的稀释率低、热影响区小等特点。激光表面熔覆为非接触式加工且输入热量可控，采用的规范激光修复方法可以解决其它焊接方法造成焊接残余应力和开裂倾向。因此可以先采用机械加工的方法去除牌坊表面的腐蚀层和磨损的疲劳层，然后选取耐腐蚀性和耐磨性都优于基材的粉末，采用激光熔覆的方法对牌坊进行修复，这样既避免了多次去除材料给牌坊造成的强度下降的缺陷，又避免了堆焊造成的因应力集中导致的变形问题，而且提高了牌坊的耐腐性和耐磨性。

激光熔覆技术是使用激光将金属粉末直接熔融，逐层沉积成型。激光熔覆技术完成的熔覆涂层冶金质量高、稀释率低、变形小、表面光洁度高，属于先进环保的再制造加工技术，在工业再制造领域极大地减少企业的后续机加工成本，能有效延长产品使用周期，在钢铁行业轧机牌坊修复中大受欢迎。

现场激光修复案例分析

1、修复加工方法

因为轧机机架体积及重量大，附属管路等多，拆卸、安装、运输繁杂，另外有大修时间限制。轧机牌坊材质是ZG25，设计使用寿命年限为40年，牌坊工作面腐蚀失效深度1~2.5mm。通过现场勘察及使用工况的调研，综上因素，在考虑满足使用要求的前提下，确定针对轧机牌坊现场修复方法为：

通过在线机械加工，去除牌坊失效工作面（四块衬板下面及两个轧机轴承座底面）表面腐蚀疲劳层，上半面腐蚀较轻，下半面较严重，平均铣去大约2或3mm的深度，为激光熔覆前基体表面处理做准备。在通过机械加工去除材料，清除牌坊表面腐蚀层过程中，要保证恢复失效工作面（和安装面）的垂直度、平面度及粗糙度要求。再通过激光熔覆技术将特殊耐腐蚀材料熔覆到前面加工的基体表面，彻底改变了牌坊表面的特性。预计熔覆涂层寿命在十年以上，避免了对牌坊表面频繁的机加工修复带来的危害，彻底解决轧机牌坊磨损腐蚀的难题。

另外对各工作面原有螺栓孔的处理方法是：清理各螺栓孔，清除断折的螺杆，损伤螺纹

的做扩孔重新攻丝处理，激光熔覆前各螺栓孔采取适当措施加以保护。

2、铣削加工原则

1)失效的衬（滑）板底面和轴承座底面原始状态检测，记录好原始尺寸、失效厚度等并通知用户确认。

2)以轧机机架衬板或底部一个支撑平面衬（滑）板底面（包括传动侧入口端、传动侧出口端、传动侧底面、操作侧入口端、操作侧出口端、操作侧底面共六个工作面）为一个独立单元进行加工设计。

3)同一衬（滑）板底面或操作侧机架外表面加工厚度确定方法，是在加工前进行检测（记录），然后根据确定的基准尺寸，结合该平面实际磨损状况、磨损量选取。

4)铣削量取定原则是考虑轧机对刚度的敏感性，在满足加工精度要求的前提下以小切削量为佳。

5)为确保后续激光熔覆工序作机体表面准备，在线机械加工去除全部表面腐蚀层及表面疲劳层。

通过激光再制造技术加工过的轧机牌坊，不仅可以使损伤的部位恢复外形尺寸，提高了硬度和耐磨性，从而提高了使用寿命，可保证使用8-10年，降低了采购新产品的成本，可移动修复可实现快速抢修，为钢厂年修节省时间，还可以使其抗腐蚀性能达到甚至超过新品的水平。

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