Tehnologia de placare cu laser: repararea prin placare cu laser a roții dințate a mașinii de exploatare a cărbunelui
În domeniul mineritului de cărbune, roata de lanț a mașinii de extracție a cărbunelui, ca componentă cheie a sistemului de tracțiune, este supusă unor sarcini grele, frecare ridicată și impacturi puternice pentru o perioadă lungă de timp. Metodele tradiționale de reparare adesea nu reușesc să obțină rezultate satisfăcătoare.
Provocările industriei
Metodele tradiționale de reparare, cum ar fi sudarea și pulverizarea termică, au probleme legate de precizia scăzută a reparației, rezistența slabă a lipirii și zona extinsă afectată termic. Atunci când roata de lanț a mașinii de extracție a cărbunelui funcționează în condiții dure, aceste metode de reparare adesea nu reușesc să îndeplinească nevoile unei exploatări eficiente și sigure în minele de cărbune moderne.
Acest lucru afectează în mod direct stabilitatea funcționării și ciclul de întreținere al echipamentului. Odată ce pinionul este grav uzat sau deteriorat, durata de viață a metodelor tradiționale de reparare este de obicei scurtă, iar înlocuirea frecventă aduce costuri ridicate de întreținere a echipamentelor și pierderi din cauza perioadelor de nefuncționare.
Ciclul lung de achiziții și costul ridicat al noilor componente, combinate, pun constrângeri serioase asupra eficienței producției și a beneficiilor economice ale întreprinderilor carbonifere.
Avantaj tehnic
Tehnologia de placare cu laser se bazează pe caracteristicile de densitate energetică ridicată ale fasciculelor laser, care topesc rapid pulberi de aliaje cu proprietăți specifice pe suprafața substratului și se solidifică într-o perioadă foarte scurtă de timp pentru a forma un strat de placare de înaltă performanță, care este legat metalurgic de substrat.
Comparativ cu tehnicile tradiționale de reparare a suprafețelor, placarea cu laser are avantaje unice. Durata scurtă și energia concentrată a acțiunii laserului au ca rezultat un impact termic minim asupra substratului și o deformare redusă în timpul procesului de topire.
Această tehnologie poate controla cu precizie grosimea, forma și performanța stratului de placare, realizând astfel reparații de înaltă precizie ale pieselor uzate și deteriorate. Caracteristicile de lipire metalurgică asigură o rezistență puternică a legăturii între stratul de reparare și materialul substratului.
Proces de precizie
Procesul de reparare a plăcii laser urmează un set riguros de proceduri. Primul pas este etapa de pretratare, care include curățarea temeinică a suprafeței componentelor cu solvenți organici pentru a îndepărta petele de ulei, rugina și impuritățile.
Ulterior, se efectuează un tratament de rugozitate a suprafeței, de obicei folosind metode precum sablare și lustruire pentru a crește rugozitatea suprafeței și a îmbunătăți aderența dintre stratul de acoperire și substrat. Acești pași de preprocesare pot părea simpli, dar reprezintă fundamentul pentru asigurarea unei reparații reușite.
În continuare, se va efectua o evaluare a defectelor pentru a evalua în mod complet uzura, fisurile și alte stări ale componentelor prin tehnici de testare nedistructivă și pentru a determina zona de reparare și planul de reparare. Acest pas îi ajută pe ingineri să dezvolte cea mai eficientă strategie de reparare.
Procesul de bază
Depanarea echipamentelor este procesul central al reparației placajelor laser. Inginerii trebuie să ajusteze parametrii echipamentelor de placare laser în funcție de dimensiunea, forma și cerințele de reparare ale componentelor, inclusiv puterea laserului, viteza de scanare, diametrul spotului, rata de alimentare cu pulbere etc.
Pentru straturi de placare mai groase, este necesară creșterea puterii laserului și a ratei de alimentare cu pulbere, reducând în același timp viteza de scanare. Pentru piesele cu pereți subțiri sau piesele cu cerințe de precizie ridicată, este necesară reducerea puterii laserului și creșterea vitezei de scanare pentru a reduce zona afectată termic și deformarea. În timpul procesului de placare, trebuie acordată atenție controlului ratei de suprapunere a stratului de placare, de obicei între 30% -50%, pentru a asigura continuitatea și uniformitatea stratului de placare.
Controlul calității
Monitorizarea procesului este o etapă importantă în asigurarea calității placajului. Monitorizarea în timp real a procesului de topire se realizează folosind termometre cu infraroșu, camere CCD și alte echipamente, monitorizând parametri precum temperatura băii de topitură și morfologia stratului de topire.
Când temperatura băii topite este prea ridicată, poate cauza defecte precum o structură grosieră și pori în stratul de placare. În acest moment, este necesar să se reducă puterea laserului sau să se crească viteza de scanare în timp util. Dacă suprafața stratului de placare este neuniformă, este necesar să se ajusteze viteza de alimentare cu pulbere și calea de scanare.
Această capacitate precisă de control în timp real permite tehnologiei de placare cu laser să asigure stabilitatea și consecvența calității reparațiilor, îndeplinind cerințele producției industriale pentru reparații de înaltă calitate.
Procedura de post-procesare
După finalizarea reparației placajului cu laser, sunt necesare și o serie de proceduri de post-procesare. În primul rând, pentru a elimina tensiunile reziduale din interiorul stratului de placare și a îmbunătăți microstructura și proprietățile, componentele reparate sunt de obicei supuse unui tratament termic.
Metodele de tratament termic utilizate în mod obișnuit includ recoacerea, revenirea etc. Tratamentul de recoacere poate reduce duritatea stratului de placare, poate îmbunătăți plasticitatea și tenacitatea; tratamentul de revenire poate elimina tensiunile reziduale, poate stabiliza structura și poate îmbunătăți performanța generală a stratului de placare.
Conform cerințelor de precizie dimensională ale pinionului, piesele reparate sunt prelucrate mecanic, cum ar fi strunjirea, rectificarea etc., pentru a se asigura că dimensiunile și rugozitatea suprafeței pieselor îndeplinesc cerințele de proiectare. Această etapă asigură că componentele reparate se pot potrivi cu precizie și pot restabili funcționalitatea normală.