Laserkledningsteknologi: laserkledningsreparasjon av tannhjul på kullgruvemaskiner

Innen kullgruvedrift utsettes kjedehjulet på kullgruvemaskinen, som en nøkkelkomponent i trekkraftsystemet, for tunge belastninger, høy friksjon og sterke støt over lengre tid. Tradisjonelle reparasjonsmetoder gir ofte ikke tilfredsstillende reparasjonsresultater.

Utfordringer i bransjen

Tradisjonelle reparasjonsmetoder som sveising og termisk sprøyting har problemer med lav reparasjonsnøyaktighet, svak bindingsstyrke og store varmepåvirkede soner. Når kjedehjulet på kullgruvemaskinen opererer under tøffe forhold, klarer disse reparasjonsmetodene ofte ikke å oppfylle behovene til effektiv og sikker gruvedrift i moderne kullgruver.

Dette påvirker direkte den stabile driften og vedlikeholdssyklusen til utstyret. Når tannhjulet først er alvorlig slitt eller skadet, er levetiden til tradisjonelle reparasjonsmetoder vanligvis kort, og hyppig utskifting fører til høye vedlikeholdskostnader for utstyret og tap av nedetid.

Den lange anskaffelsessyklusen og de høye kostnadene for nye komponenter, når de kombineres, setter alvorlige begrensninger på produksjonseffektiviteten og de økonomiske fordelene for kullbedrifter.

Teknisk fordel

Laserkledningsteknologi er basert på laserstrålers høye energitetthetsegenskaper, som raskt smelter legeringspulver med spesifikke egenskaper på overflaten av substratet, og størkner på svært kort tid for å danne et høytytende kledningslag som er metallurgisk bundet til substratet.

Sammenlignet med tradisjonelle overflatereparasjonsteknikker har laserkledning unike fordeler. Den korte varigheten og den konsentrerte energien til laservirkningen resulterer i minimal termisk påvirkning på substratet og lav deformasjon under smelteprosessen.

Denne teknologien kan presist kontrollere tykkelsen, formen og ytelsen til kledningslaget, og dermed oppnå høypresisjonsreparasjon av slitte og skadede deler. De metallurgiske bindingsegenskapene sikrer en sterk bindingsstyrke mellom reparasjonslaget og substratmaterialet.

Presisjonsprosess

Laserbekledningsreparasjonsprosessen følger et strengt sett med prosedyrer. Det første trinnet er forbehandlingsfasen, som inkluderer grundig rengjøring av overflaten på komponentene med organiske løsemidler for å fjerne oljeflekker, rust og urenheter.

Deretter utføres overflateruhet, vanligvis ved bruk av metoder som sandblåsing og polering for å øke overflateruheten og forbedre vedheftet mellom belegget og underlaget. Disse forbehandlingstrinnene kan virke enkle, men de er grunnlaget for å sikre vellykket reparasjon.

Deretter vil det bli utført en feilvurdering for å grundig evaluere slitasje, sprekker og andre tilstander ved komponentene gjennom ikke-destruktive testteknikker, og for å bestemme reparasjonsområdet og reparasjonsplanen. Dette trinnet hjelper ingeniører med å utvikle den mest effektive reparasjonsstrategien.

Kjerneprosess

Feilsøking av utstyr er kjerneprosessen i reparasjon av laserkledning. Ingeniører må justere parametrene til laserkledningsutstyr basert på størrelse, form og reparasjonskrav til komponentene, inkludert lasereffekt, skannehastighet, punktdiameter, pulvermatingshastighet osv.

For tykkere kledningslag er det nødvendig å øke lasereffekten og pulvermatingshastigheten, samtidig som skannehastigheten reduseres på passende måte. For tynnveggede deler eller deler med høye presisjonskrav er det nødvendig å redusere lasereffekten og øke skannehastigheten for å redusere den varmepåvirkede sonen og deformasjonen. Under kledningsprosessen bør man være oppmerksom på å kontrollere overlappingsgraden til kledningslaget, vanligvis mellom 30 % og 50 %, for å sikre kontinuitet og ensartethet i kledningslaget.

Kvalitetskontroll

Prosessovervåking er et viktig trinn for å sikre kvaliteten på kledningen. Sanntidsovervåking av smelteprosessen ved hjelp av infrarøde termometre, CCD-kameraer og annet utstyr, som overvåker parametere som temperaturen i smeltebassenget og morfologien til smeltelaget.

Når temperaturen i smeltebadet viser seg å være for høy, kan det forårsake defekter som grov struktur og porer i kledningslaget. På dette tidspunktet er det nødvendig å redusere lasereffekten eller øke skannehastigheten i tide. Hvis overflaten på kledningslaget er ujevn, er det nødvendig å justere pulvermatingshastigheten og skannebanen.

Denne presise kontrollfunksjonen i sanntid gjør det mulig for laserkledningsteknologi å sikre stabilitet og konsistens i reparasjonskvaliteten, og oppfyller kravene til industriell produksjon for reparasjoner av høy kvalitet.

Etterbehandlingsprosedyre

Etter at laserkledningsreparasjonen er fullført, kreves det også en rekke etterbehandlingsprosedyrer. For det første, for å eliminere gjenværende spenninger inne i kledningslaget og forbedre mikrostrukturen og egenskapene, blir de reparerte komponentene vanligvis varmebehandlet.

Vanlig brukte varmebehandlingsmetoder inkluderer gløding, herding osv. Glødebehandling kan redusere hardheten til kledningslaget, forbedre plastisitet og seighet; herdingsbehandling kan eliminere restspenninger, stabilisere strukturen og forbedre kledningslagets omfattende ytelse.

I henhold til kravene til dimensjonsnøyaktighet for tannhjulet, blir de reparerte delene mekanisk bearbeidet, for eksempel dreiing, sliping osv., for å sikre at dimensjonene og overflateruheten til delene oppfyller designkravene. Dette trinnet sikrer at de reparerte komponentene kan passe nøyaktig og gjenopprette normal funksjonalitet.