再制造產業(yè)是指在原有產業(yè)基礎上,,將廢舊產品利用技術手段進行修復和改造的一種產業(yè)。它是以產品全壽命周期理論為指導,,以實現(xiàn)廢舊產品性能提升為目標的一種產業(yè),。
+ |/ S& G8 n1 S. I# i4 z* e6 ~ 熔覆(Cladding)屬于再制造領域的關鍵技術。熔覆技術廣泛應用于冶金,、石化,、電力、能源,、交通,、軍工、輕工,、磨具,、機械制造、煤機,、農機,、水泥等諸多行業(yè)。典型應用包括:
, e- x& O+ K/ d& `: U7 s& o (1)渦輪動力設備修復和改造,;
5 b: y ~% y+ K, e5 l4 r0 S! N8 B (2)高載荷,、低轉速,、高精度、高合金零部件的修復和強化,;9 Z! J' N0 D2 a0 S {3 Q( w" j
(3)汽車覆蓋件大型模具激光修復,;" l$ L3 M+ F [7 n# [! t
(4)礦山機械零件的激光強化與修復;
( T1 u4 O+ R4 ]# a 熔覆可以改善材料表面的性質,。根據(jù)不同的工業(yè)應用,,熔覆可以使材料變得耐磨,耐腐蝕,,耐熱等,。硬化(Hardening)只是改變了基體材料表面薄層性質,相對而言,,熔覆產生了完全不同于基體材料的新表面層,。目前有多種方法實現(xiàn)熔覆,每種方法各有特點,。但從質量,、產量、兼容性及性價比等多方面綜合考慮,,激光熔覆(Laser Cladding)正越來越受到市場認可,。由于激光能量集中,激光熔覆僅僅融化“基體材料的表面”和“覆層材料(Clad Material)”,。激光熔覆產生的覆層質量很高,。覆層材料空隙少,表面均勻,。激光熔覆僅在特定部位注入特定能量,,實現(xiàn)了對工藝參數(shù)的精確控制,省略后處理過程,。減少熔融體,,避免材料浪費。避免了基體材料的硬化,。另外,,伴隨激光熔覆的自然淬火過程也使得熔覆材料更加致密。: t; o, r2 O6 Z+ @
覆層材料可以是線狀,,帶狀或者粉末狀。由于待熔覆區(qū)域通常遠大于光斑,,光束總是沿著某個方向掃描工件表面,。采用線狀或者帶狀覆層材料時,光斑的短軸方向與光束掃描方向垂直,。采用粉末狀覆層材料時,,光斑的長軸方向與光束掃描方向垂直,。) d M7 \' |) I" i, M: y7 c. e
激光熔覆的工藝參數(shù)主要有激光功率、光斑直徑,、熔覆速度等,。激光熔覆各參數(shù)之間相互影響,是一個非常復雜的過程,。通常來說,,激光功率越高,熔覆層厚度越大,,熔覆材料利用率越高,。但激光功率也不能過高,因為激光功率越高,,熔覆材料產生氣孔的概率也越大,。
4 b+ p! ^1 ~% u m% K* f當熔覆層深度達到極限深度后,隨著功率提高,,基體表面溫度升高,,變形和開裂現(xiàn)象也會加劇。當然,,激光功率也不能過低,,否則僅表面涂層融化,基體未熔,,此時熔覆層表面出現(xiàn)局部起球,、空洞等,達不到熔覆目的,。為了得到最佳熔覆效果,,客戶需要根據(jù)具體應用反復摸索相關參數(shù)。
3 c7 |6 N9 i+ L. j; k ~0 @目前市場上激光器種類繁多,,哪種激光器更適合激光熔覆呢,?氣體激光器由于體積大、能耗高等原因,,其市場應用正在逐步縮小,。光纖激光器和碟片激光器雖然光束質量優(yōu)異,但是熔覆硬化之類的表面熱處理應用對光束質量的要求并不高,,半導體激光器的光束質量足以勝任,。此外,半導體激光器直接實現(xiàn)電光轉換,,整體效率高達50%以上,。而固體激光器、光纖激光器和碟片激光器都需要半導體激光器作為光泵浦源,,無論光光轉換效率多高,,整體效率仍然遜色于半導體激光器,。從體積、能耗,、光束質量等各方面綜合考慮,,半導體激光器是激光熔覆的首選。9 P P3 h, \/ Q( M
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