設(shè)備材科硫酸工業(yè)，2006激光熔覆技術(shù)在進(jìn)口so2風(fēng)機(jī)齒輪軸修復(fù)中的應(yīng)用鄒輝（安徽銅都锏業(yè)股份有限公司金昌冶煉廠，安徽銅陵244000）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨成熟，目前在機(jī)械維修領(lǐng)域主要用于對腐蝕和磨損部件的修復(fù)。安徽銅都銅業(yè)股份有限公司金昌冶煉廠硫酸車間使用的進(jìn)口S02風(fēng)機(jī)配備有一對備用大小齒輪，其傳動比相對于在用的增速箱齒輪要大一些，主要是考慮到在系統(tǒng)擴(kuò)能時更換，以增大風(fēng)機(jī)能力。但由于存放時間過長，加上現(xiàn)場環(huán)境惡劣，長期暴露在具有腐蝕性的S02煙氣中，其中的大齒輪軸軸頸及齒面均出現(xiàn)了較嚴(yán)重的腐蝕（呈不均勻分布的點(diǎn)狀凹坑形式，深0.5 ~lmm）。經(jīng)國外廠家派遣工程技術(shù)人員在現(xiàn)場鑒定，確認(rèn)無法正常使用。咨詢國外廠家，如果重新訂購一套或送回廠家修復(fù)則不僅周期長（約半年），而且價(jià)格昂貴（重新訂購約需50多萬元，修復(fù)則需30多萬元），一方面會給正常生產(chǎn)帶來不良影響，另一方面也不經(jīng)濟(jì)。為了能在最短時間內(nèi)將其修復(fù)，并達(dá)到原來的表面性能和尺寸要求，經(jīng)過充分論證及慎重考慮之后，金昌冶煉廠決定委托國內(nèi)某激光技術(shù)有限公司對這副大齒輪軸的軸頸和齒面進(jìn)行修復(fù)。該公司在中國科學(xué)院金屬研究所的合作下，對嚴(yán)重銹蝕的軸頸和齒面進(jìn)行了認(rèn)真的分析和檢測，最終運(yùn)用激光熔覆技術(shù)修復(fù)成功。下面就大齒輪軸頸的修復(fù)進(jìn)行介紹。

　　1檢測與修復(fù)方法的選擇經(jīng)檢測，增速箱大齒輪軸的兩支撐軸軸頸處銹蝕深度為1mm，推力面銹蝕深度為0.5mm，銹蝕面積為整個軸頸面，經(jīng)過無損探傷以及對材料進(jìn)行化學(xué)分析，判定為轉(zhuǎn)子腐蝕失效。雖然轉(zhuǎn)子強(qiáng)度儲備系數(shù)仍可滿足使用要求，但必須清除銹蝕部位并且采取適當(dāng)技術(shù)復(fù)形滿足尺寸及精度要求后才能繼續(xù)使用。

　　軸頸修復(fù)方法有多種，如傳統(tǒng)的電涂鍍技術(shù)、堆焊技術(shù)、熱噴涂技術(shù)等，然而這幾種方法都有各自的缺點(diǎn)。電涂鍍技術(shù)存在涂層結(jié)合強(qiáng)度和本身強(qiáng)度不足的問題，堆焊技術(shù)和熱噴涂技術(shù)存在熱影響區(qū)大，從而易造成軸頸及整個部件變形的問題。由于激光熔覆技術(shù)能有效克服上述傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)，既不會產(chǎn)生過大的熱影響區(qū)和熱應(yīng)力，又不會使結(jié)合強(qiáng)度、硬度等技術(shù)指標(biāo)受到影響，而且形成的新合金表面具有較好的耐磨性能和抗腐蝕性能，因此在工業(yè)中受到越來越多的重視。金昌冶煉廠在了解到激光熔覆技術(shù)的優(yōu)越性后，決定大膽嘗試，采用此項(xiàng)技術(shù)對進(jìn)口S02風(fēng)機(jī)增速箱大齒輪軸的軸頸進(jìn)行修復(fù)。

　　2激光熔覆技術(shù)的特點(diǎn)激光擦覆技術(shù)利用激光束幅照產(chǎn)生的極高能量，在瞬間將損傷表面的基材與在損傷表面預(yù)置的或與激光束同步送置的和基材相同或相近的合金材料同時熔化，使二者發(fā)生冶金結(jié)合，形成致密的覆層組織，從而達(dá)到恢復(fù)工件原設(shè)計(jì)形態(tài)和尺寸、提高再建區(qū)域耐磨性和抗腐蝕性的目的。

　　激光熔覆技術(shù)具有如下特點(diǎn)：金昌冶煉廠機(jī)械工程師，主要從事設(shè)備管理工作。

　　a熔覆層與基材形成冶金結(jié)合，結(jié)合層強(qiáng)度與基材設(shè)計(jì)強(qiáng)度基本相同，見表1.表1結(jié)合展強(qiáng)度與基材設(shè)計(jì)強(qiáng)度的比較項(xiàng)目基材結(jié)合層（50%熔覆層+50%基材）結(jié)合層強(qiáng)度與基材強(qiáng)度比，％基材在激光加工過程中僅為表面微熔，微熔層厚度僅。5~.1mm；基材的熱影響區(qū)極小，一般僅為。1~0.2mm，為氬弧焊的1/10，見。

　　3大齒輪軸激光熔覆修復(fù)基本工藝a對銹蝕的大齒輪連同小齒輪一并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)檢測，包括軸頸外形公差尺寸、橢圓度、錐度、轉(zhuǎn)子彎曲度、硬度等；采取機(jī)械車削的方式，將軸頸處銹蝕層及疲勞層清除掉；對軸頸材料進(jìn)行化驗(yàn)分析；根據(jù)齒輪軸工藝參數(shù)及工況確定激光熔覆工藝；根據(jù)基體材料選擇熔覆合金；設(shè)定激光熔覆工藝參數(shù)，如光斑、速度、焦距等，實(shí)施激光擦覆；熔覆后進(jìn)行機(jī)械精加工（車、磨加工），恢復(fù)至原始尺寸和精度；對工件進(jìn)行最終無損檢測，確認(rèn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)；4結(jié)論圖i激光熔覆與氬弧焊熱影響區(qū)的比較C.熔覆層與基材均無粗大的鑄造組織，熔覆層及其界面組織致密，晶粒細(xì)小，無孔洞、夾渣、裂紋等缺陷。

　　激光加工過程中基材溫升不超過80 t，加工后基材無熱變形。

　　激光培覆層組織由各具特點(diǎn)的底層、中間層及面層構(gòu)成梯度功能材料。底層具有與基材浸潤性好、結(jié)合強(qiáng)度高等特點(diǎn)，中間層具有強(qiáng)度和硬度高、抗裂性好等優(yōu)點(diǎn)，面層具有抗沖刷、耐腐蝕等性能，從而使修復(fù)后零件的安全性及使用性能得到更好的保障。

　　激光作為一種強(qiáng)力、非接觸、清潔熱源進(jìn)入加工領(lǐng)域以來，解決了許多常規(guī)方法無法解決的加工難題，極大地提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，因而被稱為未來制造系統(tǒng)的加工手段。金昌冶煉廠進(jìn)口S02風(fēng)機(jī)增速箱大齒輪軸的軸頸和齒面經(jīng)激光熔覆工藝修復(fù)后，代替原先使用的齒輪服役于原工況環(huán)境中。一段時間的使用表明，增速箱運(yùn)行平穩(wěn)，振動值及其它各項(xiàng)指標(biāo)與更換前基本相同，達(dá)到了預(yù)期的效果。該技術(shù)的成功使用節(jié)省了費(fèi)用，降低了供貨周期，為今后此類設(shè)備的修復(fù)開辟了一條新的道路，可考慮推廣使用。

　　Kelheim纖維公司擬采用WSA處理廢氣生產(chǎn)硫酸歐洲主要的粘膠纖維生產(chǎn)商一位于德國巴伐利亞的Kelheim纖維公司決定選擇托普索公司的WSA技術(shù)擴(kuò)建其廢氣處理裝置。該WSA裝置將回收粘膠纖維生產(chǎn)過程廢氣中的硫化氫生產(chǎn)硫酸，處理氣量為30000 rn3/h，酸公稱生產(chǎn)能力200t/d.回收硫酸用于粘膠纖維生產(chǎn)，從硫化物轉(zhuǎn)化過程回收的熱量用于生產(chǎn)高壓過熱蒸汽，供給Kelheim纖維公司電站，以減少燃料支出。WSA裝置的主承包商是奧地利蘭精技術(shù)公司。托普索公司提供WSA裝置的設(shè)備和催化劑，蘭精技術(shù)公司負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工、系統(tǒng)接人和安裝。據(jù)托普索公司介紹，該尾氣處理裝置將是WSA技術(shù)在粘膠纖維生產(chǎn)領(lǐng)域的第四次應(yīng)用。

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