Revestimento a laseré uma aplicação importante da tecnologia de processamento a laser. Durante o processo de revestimento, uma fina camada de material da matriz é irradiada por uma densidade de alta energia (geralmente 102 ~10 4 W/mm2 ) feixe de laser para derreter, misturar com o mesmo material de enchimento derretido e gerar uma zona afetada pelo calor de uma certa espessura, formando uma camada de revestimento ligada metalurgicamente na superfície do substrato para obter modificação de superfície e fabricação aditiva. A figura a seguir mostra o princípio do laser cladding.
Nos últimos anos, a tecnologia de reparo de remanufatura a laser foi tentada para eliminar o desgaste do eixo do rotor. O rotor é o componente central de uma turbina a vapor e deve suportar condições de trabalho severas, como alta temperatura, alta pressão, alta velocidade e alta tensão. No entanto, devido à qualidade do óleo lubrificante, impurezas e outros fatores operacionais desfavoráveis, o mancal do rotor às vezes se desgasta, afetando seriamente a operação segura e estável da unidade de turbina a vapor.
Em comparação com a galvanoplastia tradicional, cruzamento químico, pulverização térmica, soldagem a arco e outras técnicas tradicionais, a tecnologia de revestimento a laser tem as vantagens de alta resistência de ligação, pequena zona afetada pelo calor, baixa taxa de diluição, pequena deformação, pequena permissão de processamento subsequente, área forte seleção e alta automação.
Após 8 anos de operação de uma turbina a vapor em serviço em uma usina, o mancal do rotor de baixa pressão sofreu múltiplas abrasões, o que afetou seriamente a operação segura da unidade. Como um método de remanufatura com baixo consumo de calor, o laser cladding mostrou sua adaptabilidade ao reparo aditivo de rotores de baixa pressão com requisitos de alta precisão dimensional e soldagem difícil de materiais do corpo. Devido à alta densidade de energia do revestimento a laser, ele pode concluir o reparo do mancal do rotor com menos impacto do calor da soldagem.
O equipamento que realiza o trabalho de reparo é uma estação de trabalho móvel de revestimento a laser, que pode ser facilmente transportada para uma estação designada em uma usina ou fábrica para trabalho de revestimento a laser e é adequada para reparar várias peças. A estação de trabalho compreende principalmente um laser de alta potência, um robô de seis eixos, um alimentador de pó, um cabeçote de revestimento de alimentação de pó coaxial e sistemas auxiliares, como fonte de alimentação e resfriamento, que suportam a operação do sistema.
O estado do mancal do rotor antes do reparo: a área de desgaste do rotor foi medida antes do reparo. O munhão da bucha do mancal está desgastado em vários lugares, sendo que a parte mais grave está desgastada em uma ranhura com profundidade de 1,3mm. A condição da superfície do rotor não pode mais atender à operação segura da unidade.
Depois de reparar com pó de revestimento especial, use um testador de dureza Leeb para testar aleatoriamente a dureza no mancal, e a dureza de toda a área a ser revestida é consistente com a da base do rotor. Os resultados do teste mostram que a parte danificada do moente foi completamente removida e a tolerância dimensional e a rugosidade da superfície do moente após o reparo foram totalmente restauradas para os requisitos originais do projeto, que podem atender aos requisitos de correspondência entre a bucha do mancal e o moente . O teste de penetração foi realizado no munhão do eixo de acordo com o padrão de fábrica de novos produtos de rotor. Os resultados do teste de penetração mostraram que a camada de revestimento não apresentava defeitos, como inclusões de escória, penetração incompleta, rachaduras e poros, e a qualidade da camada de revestimento atendeu aos requisitos padrão. O reparo do mancal do rotor alcançou um reparo parcial preciso e não teve efeitos adversos em outras partes do rotor. De acordo com o feedback da usina, o rotor de baixa pressão foi reparado e colocado em operação. A temperatura do óleo lubrificante, a temperatura da bucha do mancal e a vibração do eixo da unidade atenderam aos requisitos e a operação estava em boas condições.
requisitos entre a bucha do mancal e o munhão. O teste de penetração foi realizado no munhão do eixo de acordo com o padrão de fábrica de novos produtos de rotor. Os resultados do teste de penetração mostraram que a camada de revestimento não apresentava defeitos, como inclusões de escória, penetração incompleta, rachaduras e poros, e a qualidade da camada de revestimento atendeu aos requisitos padrão. O reparo do mancal do rotor alcançou um reparo parcial preciso e não teve efeitos adversos em outras partes do rotor. De acordo com o feedback da usina, o rotor de baixa pressão foi reparado e colocado em operação. A temperatura do óleo lubrificante, a temperatura da bucha do mancal e a vibração do eixo da unidade atenderam aos requisitos e a operação estava em boas condições.