激光再制造技術(shù)是一種先進制造技術(shù),在機械零部件批量化修復、性能升級等方面具有可實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)、利于生產(chǎn)自動化、降低生產(chǎn)成本和資源浪費、減少環(huán)境污染等優(yōu)質(zhì)特點;自誕生以來已在鋼鐵、航天、汽車、石油化工、船舶、機械重工等領域獲得了大量應用。
激光再制造流程大致可分為三個部分,即:待修復零部件預處理、激光再制造修復及過程質(zhì)量監(jiān)控、修復后處理。
1、待修復零部件前期預處理 包括:
(1)分析工件失效形式,評估其狀態(tài)和剩余使用價值,決定后續(xù)再制造或者報廢;
(2)清洗工件表面污物,打磨去除表面銹蝕及氧化層,避免產(chǎn)生氣孔、夾雜、裂紋等缺陷;
(3)去除失效部位缺陷組織,使涂層與基體更好結(jié)合;將待加工部位平整為規(guī)則形狀,便于后續(xù)激光熔覆分層路徑規(guī)劃。
2、為得到性能合格的涂層,激光再制造修復過程穩(wěn)定性和熔覆過程中的質(zhì)量監(jiān)控尤為重要:
(1)熔覆合金粉末的成分決定熔覆層的性能。針對不同應用環(huán)境和性能要求,需要配制對應的熔覆合金粉末。為保證熔覆層與基體的良好結(jié)合,熔覆粉末與基體的熱膨脹系數(shù)接近匹配,熔點合適,潤濕性好;
(2)激光器的輸出功率是影響激光熔覆能量密度的關(guān)鍵參數(shù);
(3)激光熔覆掃描速度與激光功率配合決定了基體和合金粉末的熱量輸入、能量吸收、粉末熔化量以及熔覆層與基體的結(jié)合強度;
(4)送粉速度和搭接量是影響熔覆層成形精度和形貌尺寸的重要參數(shù),需要合理選擇搭配;
(5)另外將工件適當預熱,避免基體和熔覆層溫度差異過大,可以降低基體變形和熔覆層應力以及開裂傾向。
3、激光熔覆再制造結(jié)束后還須適當后處理,包含:熱處理、機加工、表面打磨拋光、質(zhì)量檢測等工序。正確恰當?shù)暮筇幚韺ぜ湍ツ臀g、強度、尺寸表面精度有著重要影響,關(guān)系著產(chǎn)品最終質(zhì)量,最后可通過PT、UT、RT等無損探傷的方法檢測修復工件,確認質(zhì)量。

激光再制造工藝流程圖


