宽带激光熔覆修复轴后的性能特点
采用宽带激光熔覆修复技术修复轴类具有以下性能特点:
1、结合强度高:宽带激光熔覆修复技术可以将合金粉末或陶瓷粉末等结合在一起,材料与轴的母材紧密结合,形成致密的结合层,从而明显提高轴的耐磨性和抗疲劳性能轴。
2、耐磨性能:通过选择耐磨性能的合金粉末或陶瓷粉末等材料作为熔覆层材料,可以显着提高轴的耐磨性能,从而延长轴的使用寿命。
3、增强耐腐蚀性:采用宽带激光熔覆修复技术,可以在轴的外表面形成耐腐蚀性能的修复层,从而有效防止腐蚀介质对轴的侵蚀。
4、热影响区小:宽带激光熔覆修复技术采用高能宽带激光束作为热源,热影响区小,从而轴的其他部位不被损坏。
5、修复:可采用宽带激光熔覆修复技术对轴类零件进行修复,从而显着提高修复效率,降低修复成本。
油田的工作条件比较恶劣。许多金属零件长期在重负荷下工作,伴随着腐蚀、摩擦和磨损,导致其过早失效。缩短其使用寿命。停产检查、更换新件,不仅增加材料成本,而且影响油田生产,造成多方面损失。油田许多金属零件摩擦副的磨损间隙都在近毫米量级。但常规表面技术的处理层较薄,导致磨损件表面修复困难,限制了这些技术的应用范围。
激光熔覆技术作为一种新型的表面工程技术,已经在许多领域得到了广泛的应用。在油田中,激光熔覆主要应用于石油钻杆、抽油杆、石油管道等方面。下面我们将分别介绍这些应用。
1、石油钻杆
石油钻杆是石油钻井作业中钻遇地层的重要工具之一。由于钻杆在井下受到冲击、摩擦和腐蚀,其表面容易出现裂纹、磨损和腐蚀等问题,严重影响钻井作业的安全和效率。了解决这一问题,激光熔覆技术被广泛应用于石油钻杆的表面强化与修复。
通过激光熔覆技术,在钻杆表面形成一层硬度高、耐腐蚀、耐磨损、耐高温的涂层,可显著提高钻杆的性和使用效率。同时,激光熔覆技术还可以修复钻杆表面的损伤,延长钻杆的使用寿命,降低更换成本。
2、抽油杆
抽油杆是油田采油的重要工具之一。由于长期受到来自地下原油的腐蚀和摩擦,抽油杆容易出现磨损、裂纹、变形等问题,严重影响了原油的开采和提率。为了解决这一问题,激光熔覆技术被广泛应用于抽油杆的表面强化与修复。
经过激光熔覆技术,在抽油杆表面形成一层高硬度、高韧性的涂层,可显著提高抽油杆的度和使用效率。激光熔覆技术还可以修复抽油杆表面的损伤,延长抽油杆的使用寿命,降低更换成本。
3、石油管道
输油管道是石油生产中不可缺少的重要设施之一。由于输送的原油中往往含有腐蚀性物质,这些物质会对管道造成腐蚀和破坏,严重影响石油生产的安全和稳定。因此激光熔覆技术被广泛应用于输油管道防腐和修复。
通过激光熔覆技术,可以在管道内外表面形成一层具有高耐腐蚀性能的涂层,显著提高管道的耐久性和安全性。同时,激光熔覆技术还可以对管道表面的损伤进行修复,避免了管道泄漏等事故的发生,降低了维修成本。
总之激光熔覆技术在油田的应用可以在抽油机上得到实现,大大提高了设备的寿命及安全性,也给企业带来的益处,降低了成本。
激光熔覆技术的特点:
1、涂层结构均匀、细化、缺陷率低;
2、涂层硬度高,可达50~62HRC,具有优良的耐磨性和耐腐蚀性;
3、涂层与基体之间存在冶金结合,结合强度高;
4、根据不同情况,涂层厚度可达0~10mm;
5、涂层材料可以是金属和合金,也可以是金属陶瓷;
6、基材为各类钢和铸铁,也可以是其他金属和合金材料;
7、可形成由基层、中层、外层组成的成分和硬度梯度涂层;
8、基材热影响区小,热变形小;
激光熔覆在模具领域应用工艺
激光熔覆技术在模具领域应用的基本工艺流程为:模具表面检查及维修方案确认→模具表面油污清理→根据硬度要求选择合理的涂层及加工参数→熔覆加工→模具加工后表面修复并在交货前进行检验。各工序的步骤及注意事项为:
1、模具表面检查及保养计划确认
检查模具是否有裂纹、拉伤、凹坑,加工位置是否为平面或R角。根据不同问题确定修复方案,对需要处理的地方进行适当打磨。
2、模具表面油污的清理
用清洗液清洗,去除水垢、油渍、油脂和油漆等,提高表面熔覆效果。
3、根据硬度要求选择合理的涂层和加工参数
根据维护计划和客户要求选择合适的功率、焦距、光斑和镀膜(例如铸铁使用铁机粉)。
4、包覆加工
涂料通过设备均匀铺展,激光器发射激光束,激光束经内部透镜折射作用于加工表面,使涂料层与基材表面形成完整的冶金结合。
5、处理后模具表面修复
钳工对熔覆表面进行研磨、抛光,确保模具间隙和表面粗糙度符合要求。
6、交货前检验
检查处理后的硬度和表面粗糙度是否满足客户的要求,如果不符合要求,重做。
激光熔覆是一种对基材的表面改性技术。通过预先设定熔覆路径,利用激光辐照,使熔覆材料与基体表层快速熔化成激光所经过的熔池,然后快速凝固成冶金结合、低稀释的熔覆层,因此即对机械零件进行原位修复,或熔覆工艺,以提高原基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。
与传统加工技术相比,激光熔覆技术具有以下特点:
1、熔覆层与基体能形成冶金结合;
2、基体受到的热影响小,不易变形;
3、熔覆层的稀释率低,节约昂贵的熔覆材料;
4、熔覆层的厚度大小可以控制;
5、可以修复零部件的特定部位及其他方法难以处理的部位。
在对农机零部件进行熔覆和修复之前,需要对农机零部件的表面进行预处理。由于农机工作环境恶劣,农机零部件表面常常覆盖有土壤、油污、水、化肥、农药、铁锈、氧化层等,因此与其他领域相比,零部件的修复工作更多复杂的。对于农业机械的零部件,一般的操作是用水冲洗掉接触土壤的部件表面的污垢。如果破损表面污垢比较牢固,可以采用激光清洗的方法清理。之后,用砂纸打磨待熔覆表面,并用丙酮清洗,避免激光熔覆时表面污渍进入熔覆层,造成缺陷,影响熔覆层的质量和性能。
激光熔覆修复技术,以高能激光为热源,将金属合金材料(粉末、糊状、丝状等)快速凝固,形成致密、均匀、厚度可控的冶金结合层,提供了表面修复的好方法。
激光熔覆在轴修复中的优势如下:
1、优化轴的表面性能:激光熔覆可在轴表面形成与基体熔合、成分和性能完全不同的合金镀层。由于基体熔层极薄,对熔覆层的成分影响很小。我们可以根据具体需要制备具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光、电、磁性能的表面涂层。从而有效地提高了轴表面的性能。
2、冶金结合强度高:在激光熔覆过程中,添加的熔覆材料完全熔化,成为熔覆层的主体合金;同时,一层薄薄的基础合金也被熔化,与目标合金形成冶金结合。不易脱落,解决了电镀、喷涂等传统冷加工工艺中镀层与基体结合强度差的问题。
3、热输入低变形小:激光熔覆快热快冷,对母材影响小,稀释率≤5-8%;解决了传统电焊、氩弧焊等热熔焊不可避免的热变形加工工艺、热疲劳损伤等一系列技术难题。
4、适用多种材料:可制备铁基、镍基、钴基、铜基、复合材料等多种合金镀层。