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                激光熔覆在轴类零件中的应用

                轴类零件在石矿、化工、冶金、电力、水泥等机械行业占据着▂非常重要的地位,承载着整个作业线传动机构顺利运行的重】要使命,因此在连续化大生产模式下,必须严格规范々轴类零件的质量和性能,才能够充分保证使用设备运行的安稳性、可靠性◥以及完好性。
                   例如在冶金行业,随处可见的轧机设备中,一定离不开轧辊▓。轧辊作为生↓产钢件的重要零件兼易◥损耗件,其性能的好坏直接决定着产品的质量和生产效率。其工作原理通常是通过一对或一︼组轧辊滚动时产生的压力来碾压钢材,不断的连续作业使轧∮辊长期处于因轧制负荷引起的√接触应力、残余应力以及周期性热应力的交互影响中,即使性能再优异的轧辊也会遭到破坏。而在生产◢中因生产工艺参数调试不当、连铸坯质量缺陷、机械或电器故障引发的卡钢、堆钢╳等安全事故,会在轧辊局部集聚〗大量热量难以释放,终形成热冲击对轧辊造成破坏。除此之外,轧辊边部压靠、局部机械应力亦是造成轧辊失♂效的主要原因。
                   轧辊的主要失效方式有裂纹、局部剥落以及断∏裂等。其中裂纹主要是发生在轧辊表▂层内;剥落一般是因裂纹发生扩展而引发,如图1所示;断裂则是因轧制事故发生后轧制载荷突然↘增大,同时诱发疲劳裂纹进一步扩展,终引发轧辊在辊颈处或辊颈与辊脖交界∑处发生断裂。此外,服役期间发生的腐蚀和磨损也是加速轧辊失效的两大主因。图1 中产←生的局部组织脱落,通过从激光加工头一侧吹送金属粉末,由机械手负载加工头按照预设轨迹逐道熔覆,直□至填满整个坑口。因该轴件表面是经过淬火处理的,因此在熔覆前需消除其淬火组织,同时考虑到轴件体积较大,冷却速度较快,还需对其进行局部预热,否则在熔覆过☆程中极易产生裂纹,甚至扩大受损面积以及深度。熔覆后的效果图如图2所示。
                表格1 
                功率W 速度mm/min/ 光斑直径mm 搭接率mm
                1600 300 3 1.5    其中搭接率直接会影响到熔覆层的厚度,随着搭※接率的增大,涂层的厚度也变大。激光功率、扫描速度以及送粉率亦然,决定着涂层的质量和组织特征↘。一般来说,修复任何零部件佳方案是一次成形,然而实际情况中受损的零部件凹坑或裂纹往往较深,有时多达5mm,甚至不止。此时便需要多道多层搭Ψ 接,熔覆组织将受到由道与道之间、层与层★之间、层与道之间构成的“应力网”的作用,若彼此间应力得以消除,获得的熔覆组织便会十分稳定,无裂纹,不过,这仅是〓理想状态,一般获得的熔覆组织都会存在残余应力,通常通过在一定温度下保温缓冷来消除这一应力。因此,若实际条件允许的话,应调试工艺参『数,好熔覆一层即可完美修复受损部位,避免应力可能引发的潜在破◇坏。

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