推移活塞桿激光熔覆修復加工工藝過(guò)程及技術(shù)要點(diǎn)

xags2022

　    一、引言

　　推移活塞桿作為液壓支架等設備的關(guān)鍵部件，在煤礦開(kāi)采等復雜工況下長(cháng)期承受交變載荷、摩擦和腐蝕作用，極易出現表面磨損、劃傷、腐蝕等損傷，導致設備密封性能下降、運行效率降低甚至故障停機。傳統修復方法如電鍍、熱噴涂等存在結合強度低、涂層厚度有限、易產(chǎn)生氣孔和裂紋等缺陷。而激光熔覆修復加工技術(shù)憑借其獨特的優(yōu)勢，成為了推移活塞桿高效修復的理想選擇，為設備的可持續運行和成本控制提供了有力保障。

　　二、推移活塞桿激光熔覆修復加工工藝過(guò)程

　　(一)修復前準備

　　表面預處理：對損傷的推移活塞桿進(jìn)行徹底清洗，去除表面油污、鐵銹等雜質(zhì)，可采用化學(xué)清洗或超聲波清洗的方式。然后通過(guò)機械打磨，將表面打磨粗糙，粗糙度控制在 Ra 6.3 - 12.5μm，以增加熔覆層與基體的結合力。

　　損傷評估：使用專(zhuān)業(yè)的測量?jì)x器，如三維掃描儀、卡尺等，對活塞桿的磨損、腐蝕部位及程度進(jìn)行精確測量和評估，確定熔覆區域和所需熔覆層厚度，為后續工藝參數設定提供依據。

　　(二)激光熔覆操作

　　1、預置或送粉方式選擇

　　預置法：將熔覆粉末均勻地預置在活塞桿待修復表面，可采用刷涂、噴涂等方式。該方法適合小面積、形狀簡(jiǎn)單的修復區域，粉末利用率較高，但涂層均勻性相對較差。

　　同步送粉法：通過(guò)送粉器將粉末直接送入激光熔池，實(shí)現粉末與激光的同步作用。此方法適用于大面積、復雜形狀的修復，能夠精確控制送粉量，保證熔覆層的均勻性和質(zhì)量穩定性。

　　2、激光熔覆參數設定

　　激光功率：一般在 1 - 3kW 之間，功率過(guò)高易導致基體過(guò)度熔化，出現變形甚至燒穿;功率過(guò)低則熔覆材料與基體無(wú)法充分熔合，結合強度不足。

　　掃描速度：通�？刂圃� 5 - 20mm/s，掃描速度過(guò)快會(huì )使熔覆層厚度不均勻，結合不牢固;掃描速度過(guò)慢則會(huì )增加熱輸入，導致基體熱影響區過(guò)大，產(chǎn)生變形和裂紋。

　　送粉速率：根據修復要求和激光功率調整，一般在 5 - 20g/min，送粉速率需與激光功率和掃描速度相匹配，以保證熔覆層的質(zhì)量和性能。

　　(三)后處理

　　熱處理：激光熔覆后，活塞桿表面存在較大的殘余應力，通過(guò)回火處理(溫度一般在 180 - 250℃，保溫 2 - 4 小時(shí))可有效消除殘余應力，改善熔覆層的組織和性能，提高其韌性和疲勞強度。

　　機械加工：采用磨削、拋光等機械加工方法，將熔覆層加工至所需尺寸和精度，表面粗糙度達到 Ra 0.8 - 1.6μm，滿(mǎn)足活塞桿的使用要求。

　　三、激光熔覆修復加工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

　　(一)熔覆材料選擇

　　根據推移活塞桿的工作環(huán)境和性能要求，選擇合適的熔覆材料。常用的熔覆材料有鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金等。鎳基合金具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和高溫性能;鈷基合金在高溫、強腐蝕環(huán)境下表現優(yōu)異;鐵基合金成本較低，適用于一般工況下的修復。例如，在煤礦井下潮濕、有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，選擇含鉻、鉬等元素的鎳基合金作為熔覆材料，可顯著(zhù)提高活塞桿的耐腐蝕性能。

　　(二)熔覆層質(zhì)量控制

　　防止氣孔和裂紋產(chǎn)生：嚴格控制粉末的粒度、純度和含水量，避免因粉末中雜質(zhì)和水分在熔覆過(guò)程中產(chǎn)生氣孔。優(yōu)化激光熔覆工藝參數，控制熱輸入，減少熔覆層的冷卻速度，防止因熱應力過(guò)大產(chǎn)生裂紋。同時(shí)，在熔覆前對基體進(jìn)行預熱(溫度一般在 100 - 200℃)，熔覆后進(jìn)行緩冷處理，可有效降低熱應力，減少裂紋的產(chǎn)生。

　　保證熔覆層均勻性：通過(guò)精確控制送粉量、激光功率和掃描速度的穩定性，以及采用合理的掃描路徑規劃，如采用搭接掃描方式，搭接率控制在 30 - 50%，可保證熔覆層的厚度和性能均勻一致。

　　四、應用案例分析

　　某煤礦企業(yè)的液壓支架推移活塞桿在使用一段時(shí)間后，出現大面積磨損，磨損深度達 1 - 2mm，導致支架密封性能下降，頻繁出現液壓泄漏問(wèn)題。采用激光熔覆修復技術(shù)，選擇鎳基合金粉末作為熔覆材料，通過(guò)合理設定激光功率、掃描速度和送粉速率等工藝參數，對磨損部位進(jìn)行修復。修復后的活塞桿表面平整，熔覆層厚度均勻，經(jīng)檢測，熔覆層與基體結合強度高，硬度達到 HRC 50 - 55，耐磨性顯著(zhù)提高。投入使用后，該活塞桿運行穩定，液壓泄漏問(wèn)題得到有效解決，使用壽命延長(cháng)了 2 - 3 倍，為企業(yè)節省了大量設備更換成本。

　　五、結論

　　推移活塞桿激光熔覆修復加工技術(shù)憑借其獨特的原理和工藝優(yōu)勢，在解決活塞桿表面損傷問(wèn)題方面具有顯著(zhù)效果。通過(guò)合理選擇熔覆材料、優(yōu)化工藝參數和嚴格控制熔覆層質(zhì)量，能夠實(shí)現活塞桿的高效修復和性能提升，為煤礦等行業(yè)的設備維護和可持續發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。隨著(zhù)激光技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，激光熔覆修復加工技術(shù)在推移活塞桿及其他機械零部件修復領(lǐng)域將具有更廣闊的應用前景。