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风电零件特种修复方法之激光熔覆——安维士

北极星风力发电网  来源:安维士  作者:吴佳  2018/12/4 8:55:57  我要投稿  

北极星风力发电网讯:激光熔覆(Laser Cladding)是一种表面改性技术,也称激光包覆或激光熔敷。它是指以不同添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固形成稀释率极低,与基体成冶金结合的表面涂层,显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法,从而达到表面改性或修复的目的,既满足了对材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重元素。

激光熔覆稀释率低、组织致密、涂层与基体结合好,使用可靠。就目前激光熔覆的应用来看,其主要用在三个方面:一是材料表面改性,如汽轮机叶片、轧辊等;二是零件修复,如风电主轴、行星架、行星轮等;三是快速原型制造,即利用金属粉末逐层烧结叠加,快速制造出模型。我司主要应用在风电零件的修复上,图1为采用激光熔覆法修复行星架轴颈。

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图1 激光熔覆法修复行星架轴颈

风电零件如主轴、转架等在维修过程中经常发现拉毛或磨损严重,如不进行维修无法继续使用,在采用激光熔覆法修复之前,多数零件都按报废处理。2014年底,我司首次采用激光熔覆法对行星轮内孔进行修复并上天运行,至今已近四年,除此之外,主轴、行星架(球铁件)、高速轴都已成熟使用该项技术进行修复,并且已上天使用超过两年,未有一例因此出现问题。我司采用该项特种修复技术后,大大提高了零件的二次利用率,减少了维修成本,并缩短了齿轮箱维修周期。

激光熔覆法修复零件工艺过程简单、

可靠,零件修复工艺如下:

1、对零件修复位置进行疲劳层去除,一般需进行局部打磨或车削,此过程对零件表面粗糙度无特殊要求;

2、根据零件材料特性进行预热处理,防止出现裂纹等缺陷;

3、对预热后的零件进行激光熔覆,一般可熔覆3~4mm,如果对修复位置硬度要求较高,熔覆厚度可能会相对降低,因为熔覆层越厚、硬度越高,在不经过热处理的情况下,大面积熔覆容易出现裂纹等缺陷。熔覆后的零件如图2所示。

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图2 激光熔覆后的行星架轴颈

4、熔覆后进行去应力退火以及着色探伤,保证零件经过激光熔覆后无缺陷。

5、对熔覆层进行机加工,达到图纸尺寸要求。

对激光熔覆后的零件轴颈进行机加工,如图3所示。

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图 3 机加工后的行星架轴颈

作者:吴佳 高级工程师

南京安维士传动技术股份有限公司


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