Tecnologia de reparo de revestimento a laseré um tipo de tecnologia de modificação de superfície de material. É o uso de feixe de laser de alta densidade de potência, pelo sistema de processamento a laser sob o controle do controle numérico, a superfície da matriz para formar uma camada muito fina de micro camada de fusão. Pó de liga autofusível com composição específica, como base de níquel, base de cobalto e liga à base de ferro, é adicionado de forma predefinida ou síncrona, para que se espalhem uniformemente na superfície das peças em estado fundido e atinjam um predeterminado espessura, formando uma boa ligação metalúrgica com o material metálico base microfundido, e há apenas uma pequena diluição entre eles. No processo de solidificação subsequente, uma camada funcional de material de revestimento com propriedades especiais predeterminadas que é completamente diferente da matriz é formada na superfície da peça, o que pode alterar completamente as propriedades da superfície do material e, em última análise, tornar a superfície barata. o material obtém resistência ao desgaste extremamente alta, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e outras propriedades.
De acordo com os diferentes métodos de adição de material, os métodos de revestimento a laser são divididos em método predefinido e método de alimentação síncrona de pó. Como o nome indica, o material pré-revestido é colocado na superfície do substrato pré-tratado por pulverização ou colagem e, em seguida, fundido novamente por radiação de feixe de laser antes do tratamento térmico apropriado; A alimentação síncrona de pó consiste em pulverizar o pó diretamente na poça de fusão móvel formada por radiação laser na superfície do substrato de revestimento após o pré-tratamento, e o revestimento é formado de uma só vez. A alimentação síncrona de pó é a tendência de desenvolvimento da tecnologia de revestimento a laser, que pode fazer uso total da energia do laser, controlar os parâmetros do processo, melhorar a eficiência da produção e a qualidade do revestimento. No entanto, a entrega síncrona de pó também apresenta requisitos quanto ao tamanho das partículas e à fluidez do pó, que precisam ser determinados de acordo com a situação específica.
Materiais e propriedades de revestimento a laser
No estudo do revestimento a laser, a pesquisa de materiais é uma direção importante, com foco na compatibilidade de diversos materiais e peças aditivos em cenários de aplicação prática. O pó de liga à base de ferro é adequado para peças que requerem resistência ao desgaste local e são facilmente deformadas. O pó de liga à base de cobalto tem boa resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste e resistência à corrosão e é frequentemente usado nos campos petroquímico e metalúrgico. Os materiais cerâmicos têm alta resistência em altas temperaturas, boa estabilidade térmica, alta estabilidade química e são frequentemente usados em peças que requerem resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e resistência à oxidação. Porque um único material no caso de desgaste por deslizamento, desgaste por impacto e desgaste abrasivo sério não atenderá aos requisitos das condições de uso. Portanto, o uso composto de revestimento metálico e revestimento cerâmico tornou-se um ponto importante de pesquisa, tem havido revestimento a laser de superfície de aço, liga de titânio e liga de alumínio de uma variedade de pesquisas de revestimento cerâmico ou cermet.
Comparado com outras tecnologias tradicionais de tratamento de superfície, o revestimento a laser tem características e vantagens próprias:
A velocidade de resfriamento é rápida (até 10 ^ 6 graus C /s), que pertence ao processo de solidificação, e é fácil obter estrutura cristalina fina ou produzir novas fases que não podem ser obtidas em estado de equilíbrio, como fase instável e estado amorfo. A taxa de diluição do revestimento é inferior a 5%, e a matriz é firmemente ligada por metalurgia ou difusão interfacial, para obter uma boa camada de revestimento com composição de revestimento e grau de diluição controláveis, e garantir que o desempenho não degenere. Com revestimento de alta densidade de potência, a velocidade de aquecimento é rápida e a entrada de calor, a zona afetada pelo calor e a distorção do substrato são pequenas. A seleção de pós é quase ilimitada e ligas de alto ponto de fusão podem ser depositadas na superfície de metais de baixo ponto de fusão. A faixa de espessura e dureza da camada de revestimento é grande, e a camada de revestimento tem menos defeitos microscópicos e melhor desempenho. O processo adota controle numérico, sem tratamento de contato, operação automática, controlabilidade conveniente, flexível e forte.
Aplicação típica de revestimento a laser na indústria
Revestimento a laser neste processo de reparo e remanufatura, um deles é fortalecer a função, pode melhorar o desempenho do substrato através da camada de revestimento; A segunda é a função de reparo, que se reflete principalmente no reparo de furos e trincas na superfície do material, e na restauração do tamanho geométrico e desempenho das peças desgastadas, que tem grande valor de aplicação para quase todo o indústria de fabricação de máquinas.
Na mineração de pedra, indústria química, metalurgia, energia elétrica, cimento e outras indústrias de equipamentos mecânicos, o munhão e a lâmina do rotor da turbina a gás, o munhão do rolo rolante, o arco da usina siderúrgica, etc., envelhecerão e danificarão com o uso do tempo. Devido à exposição prolongada dessas peças a gases de alta temperatura e alta pressão e meios corrosivos, juntamente com o estresse mecânico causado pela carga de volume, a maior parte dos danos ocorre na superfície ou superfície, e o modo de falha é principalmente o fragmentação e fissuração das peças metálicas internas, desgaste ou corrosão grave ao lascamento local. Portanto, a aplicação da tecnologia de revestimento a laser para fortalecer as propriedades superficiais das peças pode efetivamente prolongar a vida útil e, no processo de manutenção periódica, as peças danificadas também podem ser reparadas pela tecnologia de remanufatura de superfície.
Reparação de rotor de turbina
Para turbinas a gás e a vapor, os locais de falha geralmente ocorrem em componentes quentes, como rotores, pás e bicos. A fratura que ocorre na raiz da lâmina é irreparável, enquanto o dano que ocorre na face final ou na raiz da lâmina pode ser reutilizado após o reparo. Além disso, as pás utilizadas nos grupos geradores são muitas vezes muito caras e a reutilização das pás reparadas reduzirá enormemente o custo da geração de energia.
Na indústria automobilística, desde a década de 1980, países como Europa, Estados Unidos, Japão, Rússia e China começaram a utilizar revestimento a laser para fortalecer peças automotivas. Através desta tecnologia, é alcançado o objetivo de economizar materiais de liga caros e reduzir custos de produção. Da mesma forma, as falhas causadas por desgaste, corrosão e fadiga de contato dos moldes automotivos em uso também podem ser revitalizadas por esta tecnologia.
Resumindo, seja o reforço superficial das peças antes do serviço ou o reparo da falha após o serviço, os métodos de processamento tradicionais incluem principalmente têmpera superficial, cementação ou nitretação superficial, pulverização térmica, soldagem de superfície e assim por diante. Com a contínua atualização e melhoria da tecnologia de processamento, a tecnologia de remanufatura móvel a laser (revestimento a laser) tem sido amplamente utilizada.
Esta tecnologia de remanufatura a laser não só pode ser usada para o reparo de peças danificadas, mas também para têmpera de superfície a laser, em comparação com o tratamento térmico tradicional, a têmpera a laser é uma tecnologia de processamento de aquecimento e resfriamento rápido, que pode obter uma camada endurecida de fino grãos na superfície. Além disso, combinado com máquinas-ferramentas multieixos de última geração ou robôs 6+2, o uso de lasers também pode reparar peças complexas tridimensionais danificadas, refletindo totalmente a flexibilidade e a natureza avançada da tecnologia de remanufatura a laser.
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