中科煜宸激光熔覆技術(shù):為鋼鐵行業(yè)再添新動(dòng)能

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)制造加工或者再修復(fù)，往往都需要通過電鍍技術(shù)。電鍍技術(shù)雖然曾一度在金屬表面防護(hù)、裝飾加工等方面發(fā)揮了很大的作用，并且在電子工業(yè)、通信、軍工航天等領(lǐng)域也有大量的功能性電鍍技術(shù)應(yīng)用，但長(zhǎng)期以來帶來的污染問題讓許多制造企業(yè)頭疼不已。

中科煜宸可移動(dòng)式修復(fù)平臺(tái)進(jìn)行寶鋼的牌坊修復(fù)

機(jī)架牌坊幾種修復(fù)方法對(duì)比
1. 機(jī)械加工去除法
在線機(jī)械加工的方式即通過機(jī)械加工去除材料，清除牌坊表面受損層找平接觸面，擴(kuò)大的尺寸通過增加襯板厚度來補(bǔ)償。這種修復(fù)方式操作簡(jiǎn)單方便，但并未改變牌坊面的性質(zhì)，使用一段時(shí)期后牌坊表面又會(huì)受到腐蝕磨損而失效，而且多次機(jī)械加工將會(huì)對(duì)牌坊的強(qiáng)度和剛度產(chǎn)生不利影響。考慮到精軋機(jī)對(duì)剛度的敏感性，可供加工的余量不多，該修復(fù)方法只能是權(quán)宜之計(jì)。

2. 電弧堆焊法
電弧堆焊方法即恢復(fù)機(jī)加工后去除材料擴(kuò)大的尺寸，通過現(xiàn)場(chǎng)電弧堆焊一層防腐耐磨材料，從而改變牌坊表面的性質(zhì)，提高牌坊的壽命。在牌坊這樣的剛性結(jié)構(gòu)上進(jìn)行大面積的電弧堆焊可能會(huì)造成牌坊結(jié)構(gòu)的變形。如果結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲失穩(wěn)變形這將是致命的，無法再進(jìn)行矯正，這是工廠生產(chǎn)中絕不允許發(fā)生的事情。因此該修復(fù)方法將帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)，一般不予采用。

寶鋼的牌坊修復(fù)

3. 激光表面熔覆
激光表面熔覆具有能量密度高，熔覆質(zhì)量致密，結(jié)合強(qiáng)度高，熔覆層組織的稀釋率低、熱影響區(qū)小等特點(diǎn)。激光表面熔覆為非接觸式加工且輸入熱量可控，采用的規(guī)范激光修復(fù)方法可以解決其它焊接方法造成焊接殘余應(yīng)力和開裂傾向。因此可以先采用機(jī)械加工的方法去除牌坊表面的腐蝕層和磨損的疲勞層，然后選取耐腐蝕性和耐磨性都優(yōu)于基材的粉末，采用激光熔覆的方法對(duì)牌坊進(jìn)行修復(fù)，這樣既避免了多次去除材料給牌坊造成的強(qiáng)度下降的缺陷，又避免了堆焊造成的因應(yīng)力集中導(dǎo)致的變形問題，而且提高了牌坊的耐腐性和耐磨性。

軋機(jī)牌坊產(chǎn)生磨損的主要原因分析：1.金屬疲勞磨損；2.冷卻水腐蝕；3.軋機(jī)運(yùn)行過程中，緊固襯板的螺栓出現(xiàn)松動(dòng)及螺栓拉長(zhǎng)等。針對(duì)軋機(jī)牌坊大且不好移動(dòng)的特點(diǎn)，中科煜宸專門研制了一款可移動(dòng)式機(jī)器人激光再制造裝備。

鞍鋼的牌坊修復(fù)

激光熔覆技術(shù)是使用激光將金屬粉末直接熔融，逐層沉積成型。激光熔覆技術(shù)完成的熔覆涂層冶金質(zhì)量高、稀釋率低、變形小、表面光潔度高，屬于先進(jìn)環(huán)保的再制造加工技術(shù)，在工業(yè)再制造領(lǐng)域極大地減少企業(yè)的后續(xù)機(jī)加工成本，能有效延長(zhǎng)產(chǎn)品使用周期，在鋼鐵行業(yè)軋機(jī)牌坊修復(fù)中大受歡迎。

機(jī)架牌坊現(xiàn)場(chǎng)激光修復(fù)方案
1、修復(fù)加工方法
因?yàn)檐垯C(jī)機(jī)架體積及重量大，附屬管路等多，拆卸、安裝、運(yùn)輸繁雜，另外有大修時(shí)間限制。軋機(jī)牌坊材質(zhì)是ZG25，設(shè)計(jì)使用壽命年限為40年，牌坊工作面腐蝕失效深度1~2.5mm。通過現(xiàn)場(chǎng)勘察及使用工況的調(diào)研，綜上因素，在考慮滿足使用要求的前提下，確定針對(duì)軋機(jī)牌坊現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法為：
通過在線機(jī)械加工，去除牌坊失效工作面（四塊襯板下面及兩個(gè)軋機(jī)軸承座底面）表面腐蝕疲勞層，上半面腐蝕較輕，下半面較嚴(yán)重，平均銑去大約2或3mm的深度，為激光熔覆前基體表面處理做準(zhǔn)備。在通過機(jī)械加工去除材料，清除牌坊表面腐蝕層過程中，要保證恢復(fù)失效工作面（和安裝面）的垂直度、平面度及粗糙度要求。再通過激光熔覆技術(shù)將特殊耐腐蝕材料熔覆到前面加工的基體表面，徹底改變了牌坊表面的特性。預(yù)計(jì)熔覆涂層壽命在十年以上，避免了對(duì)牌坊表面頻繁的機(jī)加工修復(fù)帶來的危害，徹底解決軋機(jī)牌坊磨損腐蝕的難題。

另外對(duì)各工作面原有螺栓孔的處理方法是：清理各螺栓孔，清除斷折的螺桿，損傷螺紋的做擴(kuò)孔重新攻絲處理，激光熔覆前各螺栓孔采取適當(dāng)措施加以保護(hù)。

太鋼的牌坊修復(fù)

2、銑削加工原則
1)失效的襯（滑）板底面和軸承座底面原始狀態(tài)檢測(cè)，記錄好原始尺寸、失效厚度等并通知用戶確認(rèn)。
2)以軋機(jī)機(jī)架襯板或底部一個(gè)支撐平面襯（滑）板底面（包括傳動(dòng)側(cè)入口端、傳動(dòng)側(cè)出口端、傳動(dòng)側(cè)底面、操作側(cè)入口端、操作側(cè)出口端、操作側(cè)底面共六個(gè)工作面）為一個(gè)獨(dú)立單元進(jìn)行加工設(shè)計(jì)。
3)同一襯（滑）板底面或操作側(cè)機(jī)架外表面加工厚度確定方法，是在加工前進(jìn)行檢測(cè)（記錄），然后根據(jù)確定的基準(zhǔn)尺寸，結(jié)合該平面實(shí)際磨損狀況、磨損量選取。
4)銑削量取定原則是考慮軋機(jī)對(duì)剛度的敏感性，在滿足加工精度要求的前提下以最小切削量為最佳。
5)為確保后續(xù)激光熔覆工序作機(jī)體表面準(zhǔn)備，在線機(jī)械加工去除全部表面腐蝕層及表面疲勞層。

通過激光再制造技術(shù)加工過的軋機(jī)牌坊，不僅可以使損傷的部位恢復(fù)外形尺寸，提高了硬度和耐磨性，從而提高了使用壽命，可保證使用8-10年，降低了采購(gòu)新產(chǎn)品的成本，可移動(dòng)修復(fù)可實(shí)現(xiàn)快速搶修，為鋼廠年修節(jié)省時(shí)間，還可以使其抗腐蝕性能達(dá)到甚至超過新品的水平。

來源：中科煜宸激光
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