采煤機鏈輪激光熔覆修復加工

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　一、引言

　　在煤炭開(kāi)采行業(yè)中，采煤機是核心設備，而鏈輪作為采煤機牽引系統的關(guān)鍵部件，長(cháng)期處于重載、高摩擦、強沖擊的惡劣工況下運行，極易出現磨損、腐蝕、斷齒等問(wèn)題。傳統的修復方法如堆焊、熱噴涂等存在修復精度低、結合強度弱、熱影響區大等缺陷，難以滿(mǎn)足現代煤礦高效、安全開(kāi)采的需求。激光熔覆修復加工技術(shù)憑借其獨特的優(yōu)勢，為采煤機鏈輪的修復提供了新的解決方案，有效延長(cháng)了鏈輪的使用壽命，降低了設備維護成本，在煤炭行業(yè)中具有廣闊的應用前景。

　　二、激光熔覆修復加工原理

　　激光熔覆修復加工是基于激光束的高能密度特性，將具有特定性能的合金粉末與采煤機鏈輪基體表面快速熔化，在極短時(shí)間內凝固形成與基體呈冶金結合的高性能熔覆層。在這個(gè)過(guò)程中，激光束作為熱源，瞬間將合金粉末和基體表面薄層加熱至熔化狀態(tài)，利用合金粉末的填充和熔化，在鏈輪表面形成一層具有良好耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性能的新涂層 。由于激光作用時(shí)間短、能量集中，使得熔覆過(guò)程中對基體的熱影響小，變形量低，能夠精確控制熔覆層的厚度、形狀和性能，從而實(shí)現對磨損、損壞鏈輪的高精度修復。

　　三、采煤機鏈輪激光熔覆修復加工工藝流程

　　1、鏈輪預處理

　　清洗：使用有機溶劑(如酒精)對采煤機鏈輪表面進(jìn)行徹底清洗，去除油污、銹跡、雜質(zhì)等，確保表面清潔。這一步驟是為了保證后續的修復層能夠與基體更好地結合，如果表面存在雜質(zhì)，會(huì )阻礙冶金結合的形成，降低結合強度。

　　表面粗化：采用噴砂、打磨等方法對鏈輪表面進(jìn)行粗化處理，增加表面粗糙度，提高涂層與基體的結合力。噴砂處理通常使用石英砂或氧化鋁砂，以一定的壓力噴射到鏈輪表面，形成微小的凹凸結構，使合金粉末在熔覆過(guò)程中能夠更好地附著(zhù)和浸潤。

　　缺陷評估：通過(guò)無(wú)損檢測技術(shù)(如超聲波檢測、磁粉檢測)對鏈輪的磨損、裂紋等缺陷進(jìn)行全面評估，確定修復區域和修復方案。例如，對于輕微磨損的鏈輪，可以采用單層熔覆修復;對于嚴重磨損或存在裂紋的鏈輪，則需要進(jìn)行多層熔覆，并對裂紋進(jìn)行特殊處理。

　　2、合金粉末選擇

　　根據采煤機鏈輪的工作條件和性能要求，選擇合適的合金粉末。常用的合金粉末有鎳基、鈷基、鐵基合金等。鎳基合金粉末具有良好的耐腐蝕性、耐磨性和高溫性能，適用于在腐蝕環(huán)境下工作的鏈輪;鈷基合金粉末具有優(yōu)異的耐磨、耐高溫和抗熱疲勞性能，常用于高負荷、高轉速的鏈輪修復;鐵基合金粉末成本較低，具有一定的耐磨性和強度，適用于對性能要求相對較低的場(chǎng)合。此外，還可以根據實(shí)際需求在合金粉末中添加碳化鎢、碳化鉻等硬質(zhì)相顆粒，進(jìn)一步提高熔覆層的硬度和耐磨性。

　　3、激光熔覆修復加工

　　設備調試：根據鏈輪的尺寸、形狀和修復要求，調整激光熔覆設備的參數，包括激光功率、掃描速度、光斑直徑、送粉速率等。例如，對于較厚的熔覆層，需要提高激光功率和送粉速率，同時(shí)適當降低掃描速度;對于薄壁件或精度要求高的部位，則需要降低激光功率，提高掃描速度，以減少熱影響區和變形量。

　　熔覆操作：將預處理后的鏈輪安裝在工作臺上，通過(guò)送粉系統將合金粉末輸送至激光作用區域，在激光束的照射下，合金粉末與鏈輪基體表面熔化并快速凝固，形成熔覆層。在熔覆過(guò)程中，要注意控制熔覆層的搭接率，一般搭接率控制在 30% - 50% 之間，以保證熔覆層的連續性和均勻性。

　　過(guò)程監控：利用紅外測溫儀、CCD 攝像頭等設備對熔覆過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，監測熔池溫度、熔覆層形貌等參數，及時(shí)調整工藝參數，確保熔覆質(zhì)量。例如，如果發(fā)現熔池溫度過(guò)高，可能會(huì )導致熔覆層組織粗大、氣孔等缺陷，此時(shí)需要降低激光功率或提高掃描速度;如果熔覆層表面不平整，需要調整送粉速率和掃描路徑。

　　4、激光熔覆修復后處理

　　熱處理：為消除熔覆層內部的殘余應力，改善組織性能，對熔覆后的鏈輪進(jìn)行熱處理。常用的熱處理方法有退火、回火等。退火處理可以降低熔覆層的硬度，提高塑性和韌性;回火處理可以消除殘余應力，穩定組織，提高熔覆層的綜合性能。熱處理工藝參數需要根據合金粉末的成分和熔覆層的厚度進(jìn)行合理選擇。

　　機械加工：根據鏈輪的尺寸精度要求，對熔覆后的鏈輪進(jìn)行機械加工，如車(chē)削、磨削等，使鏈輪的尺寸和表面粗糙度達到設計要求。在機械加工過(guò)程中，要注意選擇合適的刀具和切削參數，避免損傷熔覆層。