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因此激光加工出来的零件质量非常好

发布日期:2021-01-26 15:02 作者:现金信誉网 点击:

  中科煜宸专业从事激光增材制造装备(3D打印机、表面技术)、智能激光焊接装备、自动化生产线、核心器件和金属粉末材料的研发与制造

  南京中科煜宸激光技术有限公司成立于2013年,坐落于江苏省南京市,是中国科学院上海光学精密机械研究所成功孵化的高新技术企业

  中科煜宸是中国增材制造产业联盟副理事长单位、全国增材制造标委会标准起草参与单位,是发改委激光再制造产业化项目、工信部激光增材制造产业化项目、科技部同步送粉增材制造重大专项承担单位,也是江苏省科技厅的金属三维打印工程技术中心、江苏省企业技术中心。公司的高性能大功率激光增材制造设备及技术先进,是南京市重点新产品,依托此产品公司获得第四届中国创新创业大赛先进制造行业企业组第一名。公司已拥有智能激光制造技术相关知识产权150余项,软件著作权10项,并先后通过了ISO9001-2016、质量信得过企业、ISO14001、OHSAS18001等管理体系认证

  一、序言工程机械作为机械制造行业的重要分支,具有门类多、功能复杂、结构强度高等特点。虽然一直以来很少成为各种制造新技术的试验田,但由于科技人员的创新精神和攻坚克难的勇气,新技术也将最终推广到工程机械制造领域,比如焊接机器人、自动化、智能物流等。当然激光加工技术作为一种绿色、环保、高效并且与物件无接触的加工技术,自然也受到行业的青睐。二、激光加工的特点激光加工起源于20世纪60年代的德国,其加工原理主要是利用激光器产生的高能粒子对工件的表面进行熔化和气化,并以此原理进行各种衍生加工技术。由于激光光束具有很好的稳定性和抗干扰性,并且对被加工件限制条件(如加工的形状、尺寸、环境)较少,因此可对大部分金属材料和非金属材料进行高质量、高精度加工。激光加工技术一直都是“高精尖特”的技术代表。其加工特点及优势总体来说,可以概况为“高、快、好、省、广”,具体内容如下:(1)高 激光加工精度高、加工效率高、材料利用率高、经济效益高。比如一台价格30万元的激光切割机,企业在正常加工的情况下,一年半时间就可以收回设备成本,并产生利润。(2)快 加工速度快,由于激光的能量介质是光源,因此其加工速度非常快,最高可达100m/min。目前,最先进的3G激光切割机,其速度是主流加工设备的1.5倍以上。(3)好 激光加工抗干扰性好,不容易受环境因素的影响,因此激光加工出来的零件质量非常好,精度可以和普通的机床精加工处于同一水平(微米级)。(4)省 激光加工的产品材料利用率高,比较省材料;据不完成统计,激光加工与其他加工技术相比,可节省材料10%~30%。另外,激光加工属于不接触加工工艺,因此设备所需要的耗材比较少,大大节约了生产成本。(5)广 激光加工的材料范围十分广泛,不仅可以加工金属材料,也适用于加工非金属材料。另外,激光加工材料形状比较广,直线、曲线、异形图案等都可以加工出来,真正实现无障碍加工。三、激光加工技术在工程机械制造中的应用近几年来,随着激光加工技术及设备的突破,越来越多地应用于工程机械产品制造各工序中。下面就目前工程机械应用的主流技术进行介绍。3.1 激光加工技术在板材切割下料领域的应用激光切割是利用激光振荡器输出的激光光束通过聚焦镜聚焦,产生的高密度能量照射在材料上使之熔化蒸发而进行的切割方法。与生产中常用的热切割法(火焰、等离子等)相比,因为单位面积的能量大,所以能进行切割割缝较小的高精度产品。例如,某公司下料中心拥有精细等离子切割、光纤激光切割、平板坡口切割、管相贯线切割、钻切复合一体机、型钢切割六大类设备100余台,为工程机械厂家卡特、小松、约翰迪尔以及国内工程机械以及权属子公司产品下料,同时服务于当地配套企业的需求。其中包含三台二维激光切割机、两台三维激光切割机。激光下料产品涉及几乎所有工程机械大类使用的机罩、油箱、驾驶室等零部件产品,厚度以1~25mm板或型材为主,切割材料为从普材Q235A至1000MPa高强度板,每年下料能力达到2万t。目前,工程机械板材加工行业内的主流技术产品所使用的激光切割机有两种,分别为CO2激光切割机和光纤激光切割机。CO2激光切割机为早期产品,技术没有光纤激光先进,波长约为光纤的1/10。传播一般是在与外界空气隔离的光路内进行,光纤激光在光纤中传播,通过性更好,能量束更高,从而热影响更小,切割线更窄,有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的热变形等。除常规的激光切割下料外,激光切割技术在圆孔切割、预留工艺豁口及工艺样板制作等方面应用优势明显,可应用于工艺装备孔的“以切代钻”,省去钻孔工序的时间,提高生产效率,以及节省钻模板的制作费用。3.2 激光加工技术在焊接领域的应用传统的工程机械焊接技术大多数采用的是气体保护焊、埋弧焊或氩弧焊等焊接方式,焊接出来的产品往往存在着飞溅多、变形量大等质量缺陷,另外产生的焊接弧光、灰尘也会危害操作人员的身心健康。随着技术的发展,工业制品生产企业也在就如何提升焊接质量、效率以及减少人工作业方面做了大量的工作,逐渐把汽车工业白车身的机器人焊接、流水线以及柔性制造理念引入到工程机械焊接工序。早期由于激光功率不足和激光焊技术受限,无法在多以中厚板或超厚板为主的工程机械产品中应用。但近几年上海交通大学、哈尔滨工业大学等知名高校,针对中厚板激光焊接技术进行了大量的研究及试验,也形成了高功率激光深熔焊、电弧复合焊、超窄间隙多层填丝焊以及真空负压激光焊等多种焊接方法。激光电弧复合焊技术在工程机械起重机臂架应用较为成功,是将能量传输机制和物理特性截然不同的两种热源复合在一起,作用于统一焊接位置,可以同时发挥两种热源的优势,使焊缝熔深增大、间隙搭桥能力增强,焊接效率提高,起到1+1>2的效果。例如,汽车起重机伸臂材质为屈服强度960MPa的高强钢,采用激光-双丝MAG复合焊接。相比传统的焊接具有焊接适应性强,可适用于高反射和难焊接以及异种材料的焊接;提高焊接过程稳定性,改善焊缝成形,并可消除焊接缺陷,提高焊缝质量,100%全检通过;效率提升了300%,相比单一热源焊接,复合焊接能够有效增加熔深50%,提高焊接速度,同时保证较小的热输入;具有更高的填充效率,节约30%以上单位焊丝用量。3.3 激光加工技术在再制造领域的应用近几年,工程机械再制造业务发展较快,一方面节能降耗,属绿色制造范畴,国家大力提倡;另一方面再制造后的产品性能与新品基本相当,价格约为新品的2/3,用户也逐渐接受认可,仅投入40%~60%的制造成本,企业也乐意去做。零部件再制造主要是更换一些易损件、密封件和修复机构中的磨损,这其中用到最重要的技术就是高效激光堆焊技术,也称激光熔覆技术,主要原理为利用高功率、高密度的激光束,在基体表面形成一层微熔层,同时预置或同步添加特定成分的直熔合金粉,以此达到对磨损的零部件进行均匀修复的目的,也属于一种增材制造技术。同时具有较高的灵活性,对零部件堆焊区域可选、材料可选甚至性能可选,为实现产品的差异化定制提供了优质可行的制造方案。如大功率推土机底盘用履带涨紧弹簧筒由于使用中出现磨损,再制造针对磨损区域采取激光熔覆增材处理,从耐磨多个维度指标进行检测,表面硬度合格,熔覆状态层硬度梯度合理,金相组织较好,可使大功率推土机弹簧筒寿命提升300%,目前不仅用于再制造,同时在新品上替代原镀铬+前期感应热处理工艺,大大提升了产品在行业中的竞争力。3.4 激光加工技术在质量管理领域的应用ISO 9000质量管理体系明确要求做好零部件的过程监控,质量要具有可追溯性。工程机械厂家为有效地追溯零部件质量情况和使用情况,也要求自制零部件及配套商做好永久性标识,标识的内容主要包括产品名称、物料号、图号、生产厂家、生产日期及二维码等基本信息。传统的打标技术主要是利用气缸不断的机械运动冲击物件,在标牌表面留下运动轨迹,这种方式存在着噪声大、字迹模糊、标牌变形等缺点。而激光打标技术属于无接触加工,它是利用激光发出的光束,使工件表面材料瞬间熔融,通过控制激光在材料表面的路径,从而形成图文标记的一种方法。与传统方法相比,具有以下优势:①速度快,相比传统速度提升一倍以上。②字体质量高,字迹清晰,并且很多复杂的图案、符号、字母也可打印出来,这点是传统的打标方式无法比拟的。③无接触加工,绿色环保无污染,结合数控软件系统,可以实现自动化打标。3.5 结论通过以上实例可以看出,激光加工技术已不断应用到工程机械制造的各个工序环节,当然激光清洗技术也正在吸引来自航空航天、汽车、工程机械等领域的关注。该工艺可用于去除油漆、清洁模具或在焊接前去除氧化层和涂层,其速度更快,并且产生的废料更少,目前工程机械行业应用较少。针对上述激光加工技术,大多工程机械企业已把其纳入到自己的企业工艺标准,用以提升产品的品质和效率。随着激光加工技术国产化加快,部分中小企业也尝试购买激光设备进行激光加工,以降低人工成本,提高产品质量,但是和国外成熟的标准化应用相比,国内加工企业还有很长的路要走。四、激光加工技术发展趋势激光加工技术是集机械、电气、数控、光学及液压等多领域结合的一门复杂系统,企业进入该领域的技术门槛较高,因此以英国、德国、美国为代表的发达国家,一直主导激光加工产业的发展方向。虽然我国进入该领域的起步较晚,但是随着国家战略“中国制造2025”的不断实施,我国的激光设备厂家和科研机构奋发图强,涌现出如华工科技、大族激光、团结激光等后起之秀,其产品和技术与国外激光设备的差距在不断缩小。另外,激光加工技术发展也是一个漫长与艰辛的过程,需要社会各方面的努力,笔者认为未来激光加工技术会往以下几个方面发展。(1)激光器小型化 激光器一直作为激光加工技术的核心部件,其大小将决定整个设备的大小。前期由于微电子技术和光学技术的限制,激光器体积比较庞大,占地也较大。随着激光器新技术(如光纤技术、紫外技术等)的不断进步和发展,一批具有转换效率高、工作稳定性好、光束质量好、体积小的激光器被开发出来,从而为激光设备的小型化提供了良好的基础。(2)加工多能化 为适应市场的需求,激光设备厂家将不再追求单一的激光加工功能,而是开发集成切割、焊接、热处理、喷涂中两个或更多功能于一体的设备,为客户实现设备价值的最大化。(3)设备智能化 随着互联网技术的兴起,设备智能化将是激光加工技术又一大趋势。智能工厂将各种生产计划、材料的加工数据上传至企业云端,工程师们在办公室内通过远程终端遥控,发出作业指令,控制设备运行状态,实现产品生产过程的数字化、自动化和信息化。五、结束语随着“中国制造2025”规划的实施,激光加工技术以其无法比拟的优势,成为推动工程机械产业转型升级的重要工具。在互联网+、5G等信息化技术大量引入之后,激光加工制造也开始向智能化制造转型。在国家大力提倡企业坚持技术创新的背景下,国产激光生产厂家将不断加大研发投入,为市场提供性价比更高的激光设备,从而带动新兴领域和传统制造工艺革新,也为未来工程机械制造业激光加工技术的更加广泛应用提供了技术支持。

  一、序言工程机械作为机械制造行业的重要分支,具有门类多、功能复杂、结构强度高等特点。虽然一直以来很少成为各种制造新技术的试验田,但由于科技人员的创新精神和攻坚克难的勇气,新技术也将最终推广到工程机械制造领域,比如焊接机器人、自动化、智能物流等。当然激光加工技术作为一种绿色、环保、高效并且与物件无接触的加工技术,自然也受到行业的青睐。二、激光加工的特点激光加工起源于20世纪60年代的德国,其加工原理主要是利用激光器产生的高能粒子对工件的表面进行熔化和气化,并以此原理进行各种衍生加工技术。由于激光光束具有很好的稳定性和抗干扰性,并且对被加工件限制条件(如加工的形状、尺寸、环境)较少,因此可对大部分金属材料和非金属材料进行高质量、高精度加工。激光加工技术一直都是“高精尖特”的技术代表。其加工特点及优势总体来说,可以概况为“高、快、好、省、广”,具体内容如下:(1)高 激光加工精度高、加工效率高、材料利用率高、经济效益高。比如一台价格30万元的激光切割机,企业在正常加工的情况下,一年半时间就可以收回设备成本,并产生利润。(2)快 加工速度快,由于激光的能量介质是光源,因此其加工速度非常快,最高可达100m/min。目前,最先进的3G激光切割机,其速度是主流加工设备的1.5倍以上。(3)好 激光加工抗干扰性好,不容易受环境因素的影响,因此激光加工出来的零件质量非常好,精度可以和普通的机床精加工处于同一水平(微米级)。(4)省 激光加工的产品材料利用率高,比较省材料;据不完成统计,激光加工与其他加工技术相比,可节省材料10%~30%。另外,激光加工属于不接触加工工艺,因此设备所需要的耗材比较少,大大节约了生产成本。(5)广 激光加工的材料范围十分广泛,不仅可以加工金属材料,也适用于加工非金属材料。另外,激光加工材料形状比较广,直线、曲线、异形图案等都可以加工出来,真正实现无障碍加工。三、激光加工技术在工程机械制造中的应用近几年来,随着激光加工技术及设备的突破,越来越多地应用于工程机械产品制造各工序中。下面就目前工程机械应用的主流技术进行介绍。3.1 激光加工技术在板材切割下料领域的应用激光切割是利用激光振荡器输出的激光光束通过聚焦镜聚焦,产生的高密度能量照射在材料上使之熔化蒸发而进行的切割方法。与生产中常用的热切割法(火焰、等离子等)相比,因为单位面积的能量大,所以能进行切割割缝较小的高精度产品。例如,某公司下料中心拥有精细等离子切割、光纤激光切割、平板坡口切割、管相贯线切割、钻切复合一体机、型钢切割六大类设备100余台,为工程机械厂家卡特、小松、约翰迪尔以及国内工程机械以及权属子公司产品下料,同时服务于当地配套企业的需求。其中包含三台二维激光切割机、两台三维激光切割机。激光下料产品涉及几乎所有工程机械大类使用的机罩、油箱、驾驶室等零部件产品,厚度以1~25mm板或型材为主,切割材料为从普材Q235A至1000MPa高强度板,每年下料能力达到2万t。目前,工程机械板材加工行业内的主流技术产品所使用的激光切割机有两种,分别为CO2激光切割机和光纤激光切割机。CO2激光切割机为早期产品,技术没有光纤激光先进,波长约为光纤的1/10。传播一般是在与外界空气隔离的光路内进行,光纤激光在光纤中传播,通过性更好,能量束更高,从而热影响更小,切割线更窄,有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的热变形等。除常规的激光切割下料外,激光切割技术在圆孔切割、预留工艺豁口及工艺样板制作等方面应用优势明显,可应用于工艺装备孔的“以切代钻”,省去钻孔工序的时间,提高生产效率,以及节省钻模板的制作费用。3.2 激光加工技术在焊接领域的应用传统的工程机械焊接技术大多数采用的是气体保护焊、埋弧焊或氩弧焊等焊接方式,焊接出来的产品往往存在着飞溅多、变形量大等质量缺陷,另外产生的焊接弧光、灰尘也会危害操作人员的身心健康。随着技术的发展,工业制品生产企业也在就如何提升焊接质量、效率以及减少人工作业方面做了大量的工作,逐渐把汽车工业白车身的机器人焊接、流水线以及柔性制造理念引入到工程机械焊接工序。早期由于激光功率不足和激光焊技术受限,无法在多以中厚板或超厚板为主的工程机械产品中应用。但近几年上海交通大学、哈尔滨工业大学等知名高校,针对中厚板激光焊接技术进行了大量的研究及试验,也形成了高功率激光深熔焊、电弧复合焊、超窄间隙多层填丝焊以及真空负压激光焊等多种焊接方法。激光电弧复合焊技术在工程机械起重机臂架应用较为成功,是将能量传输机制和物理特性截然不同的两种热源复合在一起,作用于统一焊接位置,可以同时发挥两种热源的优势,使焊缝熔深增大、间隙搭桥能力增强,焊接效率提高,起到1+1>2的效果。例如,汽车起重机伸臂材质为屈服强度960MPa的高强钢,采用激光-双丝MAG复合焊接。相比传统的焊接具有焊接适应性强,可适用于高反射和难焊接以及异种材料的焊接;提高焊接过程稳定性,改善焊缝成形,并可消除焊接缺陷,提高焊缝质量,100%全检通过;效率提升了300%,相比单一热源焊接,复合焊接能够有效增加熔深50%,提高焊接速度,同时保证较小的热输入;具有更高的填充效率,节约30%以上单位焊丝用量。3.3 激光加工技术在再制造领域的应用近几年,工程机械再制造业务发展较快,一方面节能降耗,属绿色制造范畴,国家大力提倡;另一方面再制造后的产品性能与新品基本相当,价格约为新品的2/3,用户也逐渐接受认可,仅投入40%~60%的制造成本,企业也乐意去做。零部件再制造主要是更换一些易损件、密封件和修复机构中的磨损,这其中用到最重要的技术就是高效激光堆焊技术,也称激光熔覆技术,主要原理为利用高功率、高密度的激光束,在基体表面形成一层微熔层,同时预置或同步添加特定成分的直熔合金粉,以此达到对磨损的零部件进行均匀修复的目的,也属于一种增材制造技术。同时具有较高的灵活性,对零部件堆焊区域可选、材料可选甚至性能可选,为实现产品的差异化定制提供了优质可行的制造方案。如大功率推土机底盘用履带涨紧弹簧筒由于使用中出现磨损,再制造针对磨损区域采取激光熔覆增材处理,从耐磨多个维度指标进行检测,表面硬度合格,熔覆状态层硬度梯度合理,金相组织较好,可使大功率推土机弹簧筒寿命提升300%,目前不仅用于再制造,同时在新品上替代原镀铬+前期感应热处理工艺,大大提升了产品在行业中的竞争力。3.4 激光加工技术在质量管理领域的应用ISO 9000质量管理体系明确要求做好零部件的过程监控,质量要具有可追溯性。工程机械厂家为有效地追溯零部件质量情况和使用情况,也要求自制零部件及配套商做好永久性标识,标识的内容主要包括产品名称、物料号、图号、生产厂家、生产日期及二维码等基本信息。传统的打标技术主要是利用气缸不断的机械运动冲击物件,在标牌表面留下运动轨迹,这种方式存在着噪声大、字迹模糊、标牌变形等缺点。而激光打标技术属于无接触加工,它是利用激光发出的光束,使工件表面材料瞬间熔融,通过控制激光在材料表面的路径,从而形成图文标记的一种方法。与传统方法相比,具有以下优势:①速度快,相比传统速度提升一倍以上。②字体质量高,字迹清晰,并且很多复杂的图案、符号、字母也可打印出来,这点是传统的打标方式无法比拟的。③无接触加工,绿色环保无污染,结合数控软件系统,可以实现自动化打标。3.5 结论通过以上实例可以看出,激光加工技术已不断应用到工程机械制造的各个工序环节,当然激光清洗技术也正在吸引来自航空航天、汽车、工程机械等领域的关注。该工艺可用于去除油漆、清洁模具或在焊接前去除氧化层和涂层,其速度更快,并且产生的废料更少,目前工程机械行业应用较少。针对上述激光加工技术,大多工程机械企业已把其纳入到自己的企业工艺标准,用以提升产品的品质和效率。随着激光加工技术国产化加快,部分中小企业也尝试购买激光设备进行激光加工,以降低人工成本,提高产品质量,但是和国外成熟的标准化应用相比,国内加工企业还有很长的路要走。四、激光加工技术发展趋势激光加工技术是集机械、电气、数控、光学及液压等多领域结合的一门复杂系统,企业进入该领域的技术门槛较高,因此以英国、德国、美国为代表的发达国家,一直主导激光加工产业的发展方向。虽然我国进入该领域的起步较晚,但是随着国家战略“中国制造2025”的不断实施,我国的激光设备厂家和科研机构奋发图强,涌现出如华工科技、大族激光、团结激光等后起之秀,其产品和技术与国外激光设备的差距在不断缩小。另外,激光加工技术发展也是一个漫长与艰辛的过程,需要社会各方面的努力,笔者认为未来激光加工技术会往以下几个方面发展。(1)激光器小型化 激光器一直作为激光加工技术的核心部件,其大小将决定整个设备的大小。前期由于微电子技术和光学技术的限制,激光器体积比较庞大,占地也较大。随着激光器新技术(如光纤技术、紫外技术等)的不断进步和发展,一批具有转换效率高、工作稳定性好、光束质量好、体积小的激光器被开发出来,从而为激光设备的小型化提供了良好的基础。(2)加工多能化 为适应市场的需求,激光设备厂家将不再追求单一的激光加工功能,而是开发集成切割、焊接、热处理、喷涂中两个或更多功能于一体的设备,为客户实现设备价值的最大化。(3)设备智能化 随着互联网技术的兴起,设备智能化将是激光加工技术又一大趋势。智能工厂将各种生产计划、材料的加工数据上传至企业云端,工程师们在办公室内通过远程终端遥控,发出作业指令,控制设备运行状态,实现产品生产过程的数字化、自动化和信息化。五、结束语随着“中国制造2025”规划的实施,激光加工技术以其无法比拟的优势,成为推动工程机械产业转型升级的重要工具。在互联网+、5G等信息化技术大量引入之后,激光加工制造也开始向智能化制造转型。在国家大力提倡企业坚持技术创新的背景下,国产激光生产厂家将不断加大研发投入,为市场提供性价比更高的激光设备,从而带动新兴领域和传统制造工艺革新,也为未来工程机械制造业激光加工技术的更加广泛应用提供了技术支持。

  模具在汽车零件制造中占有极其重要的地位。局部表面强化是保证模具使用寿命和提高产品稳定性的重要手段。覆盖件模具在汽车模具中占有相当部分。在汽车覆盖件制造中,拉毛问题受到越来越多的关注。汽车覆盖件表面拉毛涉及的因素很多,大体可分为3个方面:①模具:包括模具材料,模具压料面、拉深筋、拉深凸、凹模圆角等工作面的表面粗糙度,模具关键成形参数的设计等;②板料:包括材料成形工艺性、板料厚度、表面微观形貌、纤维分布状态等;③模具零件与板料的接触界面状态:包括润滑条件、接触压力、摩擦状态,热传导特性等。一般认为汽车覆盖件表面拉毛是由于板料与模具零件之间的摩擦状态恶化,二者在突出接触点的瞬间摩擦高温产生冷焊效果,形成积屑瘤,造成粘着磨损,使得在板料表面形成划痕,在模具零件表面产生磨损。造成这一现象的原因很多,模具零件方面的因素被认为是最主要的,有研究表明模具零件的工作表面材料硬度越高、与基体结合越牢固,抗拉毛效果越好。激光熔覆利用激光束在金属基体上扫描形成熔池,通过惰性气体把合金粉末同步吹送到熔池,并快速凝固,形成的合金涂层与基体是冶金结合。在数控设备控制下,激光熔覆可以根据程序形成各种形状的涂层。机器人自由度高,柔性好,可以根据需要在模具型面上进行法向扫描,制备出更复杂的空间曲面熔覆层。以下基于某车型覆盖件拉深模,针对覆盖件易拉毛相应的模具型腔部位,运用机器人激光熔覆技术进行修复的应用研究。1、试验材料模具本体材料为MoCr铸铁,材料成分见表1。激光熔覆合金粉为Co基合金粉XY-27F-X40、Fe40合金粉和镍铬稀土自溶合金粉GXN-65A。3种粉末材料粒度均为140~325目,成分见表1。表1 试验材料化学成分2、熔覆策略图2 熔覆策略图1 熔覆策略实施的熔覆策略如图1所示,激光熔覆工艺参数除已确定的功率、扫描速度、送粉参数、离焦量等以外,还需确定单道熔覆路径宽度W、高度H、搭接率ɑ、净增平均层厚h。先由试验探索并确定单道截面形貌参数:高度H、宽度W;再根据单道熔覆参数设计台阶试样,分别测量3种不同金属粉对应的熔覆层的净增厚度h;参数宽度W、搭接率ɑ和厚度h是熔覆路径编程的主要工艺依据。其中Fe40作为打底熔覆层,该合金粉标称硬度与模具基体材料相当,且成本较低可大量用于打底层。GXN-65A和XY-27F-X40合金粉分别用于强化部位的上、下部分,因为不同部位的硬度要求不同。在原模具CAD三维模型的基础上,结合模具实际要求设计出坡口轮廓,以备机器人扫描路径编程之需。再根据不同部位的性能和熔覆工艺进行分区编程、熔覆。(1)熔覆工艺参数图2 单道激光熔覆路径图2 单道激光熔覆路径图3 单道激光熔覆路径截面图3 单道激光熔覆路径截面将设备参数设定为:功率650W,扫描速度30mm/s,送粉参数0.6r/min;按不同合金粉末,分别熔覆3条单道路径,如图2所示。用线切割将单道路径横向切割,镶嵌金相试样,抛光后用4%的硝酸酒精腐蚀,在体视显微镜下观察测量,其截面如图3所示,测得的数据如表2所示。表2 单道激光熔覆路径截面形貌参数(a)台阶试样CAD模型(a)台阶试样CAD模型(b)台阶试样熔覆路径(b)台阶试样熔覆路径(c)实际熔覆的台阶试样(c)实际熔覆的台阶试样图4 台阶熔覆试样用获得的单道参数来熔覆台阶试样,设计的台阶试样CAD模型如图4(a)所示,根据CAD模型用专用机器人离线编程软件生成扫描路径。参照单道熔覆路径截面轮廓,搭接率均设为60%。考虑到熔覆层微观组织的外延生长特性,扫描路径在相邻两层之间方向偏转45°(见图4(b)),以减轻组织的各向异性,使组织更均匀。在熔覆模具型腔部位时,也采用同样路径,制备的实际台阶试样如图4(c)所示。每层厚度的测量数据见表3,并绘制相应的折线数据作为不同熔覆层厚的编程依据,也将作为在实际模具型腔部位上熔覆的编程依据。图6 台阶熔覆试样的厚度图5 台阶熔覆试样的厚度从图5及表3数据可看出,在相同工艺参数下(功率、扫描速度、送粉转速相同,同一层数),不同合金粉熔覆层厚度有明显差别:XY-27F-X40熔覆层厚度最小,GXN-65A最大,Fe40处于两者之间。引起这一差别的诱因很复杂,大致归纳如下:(1)粉末粒度分布以及松装密度不同引起的实际送粉速率不同,造成单道以及多道搭接的熔覆层厚度不同。(2)合金粉末成分不同,熔池的铺展程度就不同,引起合金粉末的实际捕捉率有所差异,造成熔覆层厚度的不同。(3)单道路径截面形状、搭接率不同引起的熔覆层表面纹理状态不同,进一步影响熔池的铺展,进而影响熔覆层厚度。(4)熔池铺展、粉末捕捉、表面纹理状态之间交互影响,造成最终熔覆层厚度的较大差异。(2)CAD模型的建立(a)汽车覆盖件拉深模(a)汽车覆盖件拉深模(b)汽车覆盖件拉深模CAD模型(标记A、B)(b)汽车覆盖件拉深模CAD模型(标记A、B)(c)熔覆区域放大(c)熔覆区域放大(d)提取的熔覆区域边界(d)提取的熔覆区域边界图6 汽车覆盖件拉深模实物及CAD模型汽车覆盖件拉深模实物如图6(a)所示,需熔覆强化部位在图中已指出。对应的模具CAD模型如图6(b)所示,其中A、B两处即为熔覆位置。根据图6(a)实际加工出的坡口形状,在CAD模型上修改为与实物一致的轮廓,以保证编程路径的精度,如图7(c)所示。在已修改的CAD模型上提取熔覆区域边界如图6(d)所示,以备机器人离线)机器人熔覆策略先用Fe40合金粉末熔覆打底层,编程数据参照表2和表3,搭接率为60%,连续熔覆3层,按每层厚度0.55mm编程,编程路径如图7所示。图7 Fe40打底层熔覆路径图7 Fe40打底层熔覆路径图8 分区域编程图8 分区域编程在实际操作中按图7路径一次性熔覆整个区域存在的弊端是:由于曲率变化较大,熔覆过程中机器人姿态也频繁变换,造成熔覆头作业时产生震颤,从而影响熔覆精度,同时也不利于设备的保养维修。在熔覆XY-27F-X40和GXN-65A涂层时,分为3个区域编程,如图8所示。(a)机加工前熔覆效果(a)机加工前熔覆效果(b)机加工后熔覆效果(b)机加工后熔覆效果图10 最终熔覆效果首先熔覆Ⅱ、Ⅲ区域,再熔覆Ⅰ区域。Ⅱ、Ⅲ区域熔覆2层,Ⅰ区域熔覆3层,路径编程参数依据表3,搭接率均为60%。最终熔覆效果如图9(a)所示,机加工后效果如图9(b)所示。机加工后,用便携式硬度仪进行测量,测得XY-27F-X40涂层硬度为63HRC,GXN-65A涂层硬度为42HRC。

  截齿是采煤和巷道掘进机械中的易损部件之一,是落煤及碎煤的主要工具,其性能直接影响到采煤机的生产能力、功率的消耗、工作稳定性和其他相关零件的使用寿命,截齿种类繁多,一般结构是在淬火回火的低合金结构钢刀体身上嵌入硬质合金刀头。截齿在工作时承受高的周期性压应力、切应力、冲击负荷,其主要失效形式为刀头脱落、崩刀和刀头、刀体磨损,在某些工况条件下也经常因为刀体折断造成截齿的失效,由于截齿刀体的机械性能好坏直接影响截齿的使用寿命,所以合理选择截齿刀体的材质和有效的热处理方式,对减少截齿刀体的磨损折断、降低采煤机截齿消耗量、提高采煤机械运转率、增加采煤生产的综合经济效益,都有积极的意义。截齿是采掘机械的易损件,通过长期对截齿的分析与研究,从新型截齿的选用、截齿布置及截齿结构改进等几个方面对采煤机截齿的可靠性进行了简单分析,提高截齿的可靠性,降低齿耗占吨煤成本中的比例,提高采煤机有效工作时间,采煤机截齿的可靠性与截齿本身诸因素、采煤机的因素、煤层赋存条件等多种因素有关。经常操作采煤机的工作人员一定很了解采煤机截齿是采煤机上较易损坏的设备之一,截齿损坏后修复的问题成为了厂家们和客户最关心的问题,今天为大家介绍一种截齿修复的方法,使产品实现最大的经济价值。超高速激光熔覆,也称为EHLA (Extreme High Speed Laser Cladding),由德国Fraunhofer ILT 发明,被誉为当前可替代电镀技术最具竞争力的工艺,因其为工业界带来的革新性技术进步,2017年获得弗朗恩霍夫协会创新奖(Joseph von Fraunhofer)、德国激光创新奖(Berthold Leibinger Innovationspreis)、 德国钢铁协会创新奖(Steel Innovation Prize program)等多个奖项。超高速激光熔覆技术主要用于提高零件表面的耐磨、耐腐蚀、耐高温、及抗氧化等性能,从而达到表面改性或修复的目标,满足了对材料表面特定性能的要求。超高速激光熔覆技术本质上改变了粉末的熔化位置,使粉末在工件上方就与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面。其熔覆速率可高达20-200m/min,因热输入小,热敏感材料、薄壁与小尺寸构件均可采用该技术进行表面熔覆,而且可用于全新的材料组合,例如铝基材料、钛基材料或铸铁材料上涂层的制备。由于涂层表面质量明显高于普通激光熔覆,只需要简单打磨或抛光即可应用,因此材料浪费、后续加工量都大大减少,在成本、效率、及对零件的热影响上超高速激光熔覆都具有不可替代的应用优势。亚琛联合科技作为Fraunhofer ILT的孵化企业,率先将超高速激光熔覆技术引进中国市场,与Fraunhofer ILT紧密合作对超高速激光熔覆进行技术产业化升级,不断完善工艺水平,提升其核心部件的功能性,如送粉喷嘴的耐用性、送粉精度、高送粉量、粉末利用率等。在Fraunhofer ILT原有高精度同轴送粉喷嘴的基础上进行改型,正式推出高效、高汇聚性送粉喷嘴,送粉效率可达5kg/hr以上,粉末利用率高达95%。而其特殊的模块化设计,大大降低了使用成本,使损耗件的更换变得异常简单,同时保证了工艺的可重复性,喷嘴尺寸也可根据维修位置进行灵活调整。新开发的超高速激光熔覆加工头,通过特殊的光路调节系统设计,实现光-粉在空间的最理想交互,使得粉末熔化更加稳定、能量利用更加高效。利用超高速激光熔覆技术,可以完美解决采煤机截齿刀头崩刀,刀头、刀体磨损等问题,提高截齿使用寿命,降低使用成本。

  激光硬化是对金属零件表面快速地进行局部淬火的一种高新技术。这种工艺方法用于强化零件的表面,可以显著地提高金属材料及零件的表面硬度、耐磨性、耐蚀性、疲劳性能及强度和高温性能;同时可使零件心部保持良好的韧性,以使零件的力学性能具有耐磨性好、冲击韧性高、疲劳强度高的特点。激光硬化可以提高产品的服役能力和成倍地延长其使用寿命,具有显著的经济特点,现已广泛地应用于齿轮、模具、发动机缸套、轧辊、曲轴等行业。根据激光与材料相互作用时激光能量密度的不同,激光硬化一般分为3种工艺:激光相变硬化(功率密度为104~105W/cm2)、激光熔化凝固硬化(功率密度为105~107W/cm2)、激光冲击硬化(功率密度为108W/cm2以上)。目前,在国内工业界应用较多的是激光相变硬化。一、激光相变硬化的原理简介激光相变硬化是以高能量(104~105W/cm2)的激光束快速地扫描工件,使被照射的金属材料零件表面温度以极快的速度(104~109℃/s)升到高于相变点(对钢件而言:Ac1或Ac3)而低于熔化温度,当激光束离开被照射部位时,由于热传导的作用,处于冷态的基体以104~106℃/s的冷却速度极快地对所加热的表面进行自冷淬火,从而实现零件表面的相变淬火硬化。二、激光表面硬化比常规硬化处理的优势激光表面硬化处理适用于常规硬化处理(渗碳和碳氮共渗淬火、氮化及高中频感应淬火等)所不能完成或难于实现的某些零件及其局部位置的表面强化处理,概括起来有以下主要特点:(1)金属材料零件表面的高速加热与快速冷却,有利于提高扫描速度和提高生产效率。(2)激光硬化依靠热量由表至里的热传导进行自冷淬火,无须冷却介质和相关配套装置,生产成本极低,且对环境无污染。(3)激光表面硬化处理后的零件表面硬度高,比常规淬火硬度提高15%~20%;同时可获得极细的硬化层组织,硬化层深度通常为0.3~0.5mm,若采用更大功率的激光器,其硬化层深度可达1mm左右。(4)激光硬化的热影响区小,淬火应力及变形小,工件热变形可由加工工艺控制到极小的程度,后续加工余量小。有些工件经激光处理后,甚至可直接投入使用。(5)激光束的能量可连续调整,并且没有惯性,配合数控系统,可以实现柔性加工。可以对形状复杂的零件和其它常规方法难以处理的零件进行局部硬化处理,也可以在零件的不同部位进行不同的激光硬化处理。(6)采用激光硬化,可在零件表面形成细小均匀、层深可控、含有多种介稳相和金属间化合物的高质量表面强化层。可大幅度提高表面硬度、耐磨性和抗接触疲劳的能力以及制备特殊的耐腐蚀功能的表层。(7)配有计算机控制的多维空间运动工作台的现代大功率激光器,特别适用于生产率高的机械化、自动化生产。(8)激光是一种清洁的绿色能源,生产效率高,加工质量稳定可靠、成本低,经济效益和社会效益好。三、激光硬化工艺及装备简介1.激光相变硬化工艺简介(1)激光与材料相互作用的几个阶段激光硬化时,根据激光辐照作用的强度和持续的时间,将激光与材料的相互作用分为以下几个阶段:①导光:把激光辐照引向材料。②吸收涂层预处理、热传导:吸收激光能量并把光能传给材料。③光能转变为热能:将零件快速加热及快速冷却。(2)激光作用时的表面温度、时间和硬化层深度的简便估算激光光束垂直照射到金属表面上,t时刻射在表面上光斑中心z轴上一点的温度用T0,t表示:激光表面硬化与常规热处理的对比式中 r——金属表面反射率;P——激光功率(W);α——激光光斑半径(m);k——系数;t——激光作用时间(s)。对于碳素或合金结构钢,其硬化层深度(金属加热到900℃的那层深度)z为:激光表面硬化与常规热处理的对比若已知激光硬化层深度z,也可近似地估算出激光束作用的时间t。(3)激光硬化工艺参数与硬化层深度激光器的输出功率P、扫描速度υ和作用在零件材料表面上光斑尺寸D等是激光硬化处理的主要工艺参数,其3个工艺参数对激光硬化层深度的影响作用如下:激光表面硬化与常规热处理的对比因此,在制定激光硬化工艺参数时,首先应确定激光功率、光斑尺寸和扫描速度。2.激光硬化热处理装置系统简介激光硬化热处理装置系统主要有激光器系统(激光器、激光功率监测、激光功率反馈装置等)、导光系统(光路转折调整机构)和微机控制淬火机床,其工作系统分布如图1所示。图1 激光硬化热处理装置系统示意图图1 激光硬化热处理装置系统示意图四、激光相变硬化后金属材料的组织与性能1.激光硬化后金属材料显微组织的主要特点激光硬化后在金属材料的硬化区组织中具有与常规处理相同的组织结构,但由于快速加热和快速冷却的作用,致使激光相变硬化后的硬化区的组织具有以下几个特点:(1)组织的不均匀性。亚共析钢和过共析钢中的不均匀性将导致保留钢中的先共析相,即亚共析钢中的铁素体和过共析钢中的渗碳体。在同样的冷却速度条件下,奥氏体中碳含量的不均匀性将导致低碳部分形成铁素体-渗碳体,其高碳部分却可形成马氏体组织。(2)激光相变硬化过程中的极大冷却速度使金属材料组织中产生大量的缺陷,减缓了再结晶过程,并且继承了奥氏体中的缺陷,从而细化了亚结构,提高了位错密度,其几种材料激光硬化前后的亚结构特征如表1所示。表1 几种材料激光硬化前后的亚结构特征表1 几种材料激光硬化前后的亚结构特征(3)激光硬化后金属材料的晶粒度显著细化。在超快速加热的条件下,金属材料的过热度极高,造成相变驱动力△Gα→γ很大,从而使奥氏体的形核数目剧增;与此同时,瞬时加热后的超细奥氏体晶粒来不及长大,随后的超快速冷却将其保留下来,可造成奥氏体晶粒明显细化,细化的奥氏体晶粒在发生马氏体转变时,转化成细小的马氏体组织。几种材料激光相变前后的晶粒度对比如表2所示。另外,在激光相变硬化过程中,金属材料不同的原始组织和扫描速度的变化对晶粒度的大小有直接的影响。通常淬、回火的原始组织比调质或正火的原始组织具有更小的晶粒尺寸,增加扫描速度有利于减小晶粒尺寸。表2 几种材料激光相变硬化前后的晶粒度对比表2 几种材料激光相变硬化前后的晶粒度对比2.激光硬化后金属材料的主要性能特点与常规热处理相比,因激光硬化后的显微组织具有不同的特点,使其金属材料的性能呈现出以下几个主要特点:(1)激光表面硬化处理后的零件表面硬度高,比常规淬火硬度提高15%~20%。(2)提高材料或零件的表面耐磨性。激光硬化与常规热处理耐磨性的对比如表3所示。表3 激光硬化与常规热处理的耐磨性对比表3 激光硬化与常规热处理的耐磨性对比(3)提高金属材料的疲劳性能。因激光硬化处理可细化金属材料的显微组织、提高表面硬度并具有残余压应力、可有效地提高金属材料的疲劳性能。以40Cr钢材料零件为例,与常规热处理相比,其激光相变硬化后的疲劳寿命如表4所示。表3 激光硬化与常规热处理的耐磨性对比表3 激光硬化与常规热处理的耐磨性对比激光相变硬化后的显微组织为极细的板条马氏体和孪晶马氏体,由于晶粒细化,使得在交变应力下不均匀滑移的程度减少,推迟了疲劳裂纹源的产生。同时,随着晶界数目的增多,使疲劳裂纹的扩展受到障碍,大大降低了裂纹的扩展速率。另外,位于马氏体板条间较多的残余奥氏体因产生的塑性变形而松弛了裂纹尖端的应力集中,而使裂纹尖端钝化,延迟了裂纹的形成。

  进入冬季,环境温度较低,如果没有防护措施进行钢构件焊接作业,对钢构件的焊接质量会产生重大影响,如在低温下焊接,会使刚才脆化,也会使焊缝和母材热影响区的冷却速度加快,易于产生淬硬组织,脆性增大,这对于建筑钢结构常用的低合金钢(如Q345)的焊接危害性很大。因此,冬季焊接施工必须要严格按照工艺要求实施,不得盲目焊接。一、焊材要求1.严格焊材库的管理,焊条必须按标准进行烘干,烘干次数不得超过2次在空气中的暴露时间不得超过2小时。如现场没有烘箱必须及时申请配备,并安排专人焙烘、发放。2.焊工持保温桶领取焊条,一次领用不得超过半天用量;焊接过程必须盖好保温桶盖,并使保温桶保持通电状态;定位焊时一次只能取用1根;焊接时一次取用不得超过3根。严禁焊材外露受潮,如发现焊材受潮不得再次使用。3.焊丝如在四小时内未用完,应退回焊材一级库保存,不允许留在送丝盘上。4.气体保护焊采用的二氧化碳,气体纯度不宜低于99.9%(体积比),含水量不得超过0.005%(重量比)。新瓶气体使用时,必须倒置24小时后打开阀门把水放尽方可使用,防止冻结。瓶内气体高压低于1MPa时应停止使用。焊接前要先检查气体压力表上的指示,然后检查气体流量计并调节气体流量。使用时瓶口必须接加热装置。5.气瓶必须存放在0℃以上的环境里。使用瓶装气体时,瓶内气体压力低于1N/mm2时应停止使用。在零度以下使用时,要检查瓶嘴有无冰冻堵塞现象。二、焊前一般要求1.清除待焊处钢材表面的水、氧化皮、锈、油污。2.焊接作业区的相对湿度不得大于90%。3.当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施。4.T形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端,必须配置引弧板和引出板,其材质应和被焊母材相同,坡口形式应与被焊焊缝相同,禁止使用其它材质的材料充当引弧板和引出板。5.手工电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于25mm。其引弧板和引出板宽度应大于50mm,长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm,厚度应不小于6mm;非手工电弧焊焊缝引出长度应大于80mm。其引弧板和引出板宽度应大于80mm,长度宜为板厚的2倍且不小于100mm,厚度应不小于10mm。6.焊接完成后,应用火焰切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。不得用锤击落引弧板和引出板。三、冬季施焊措施(焊接环境温度零下5°C以下)1.设置防护棚:在室外施工,当环境温度低于-5℃时,必须在焊接区域设置防护棚,以提高焊接环境温度、并防风防雨。2.焊前预热:焊前应对焊缝进行预热,预热区域应在焊接坡口两侧,必要时采用伴随预热的方法,确保预热温度和层间温度。加热温度为80—150℃,预热范围为焊缝各侧面的1.5t(t为板厚),且不小于100mm。测温采用远红外测温仪,测温点在距坡口边缘75mm处,平行于焊缝中心的两条直线.焊缝预热温度图片注:Q345GJ预热温度参照Q345执行;Q390、420预热温度参照Q460;当板厚t=100~110mm时,Q420、Q460和铸钢件的最低预热温度为180℃。2.2.定位焊预热温度比正式焊缝高30~50度。图片3 焊速与焊道布置手工电弧焊平、横、仰焊焊接速度以规定每根焊条焊接的焊缝长度;气体保护焊以单道焊缝不允许摆动,焊层厚度控制在5-6mm,焊条(炬)与工件夹角不小于30°。立焊时允许最大摆动宽度:15mm ~20mm。4 焊后缓冷在零度以下厚钢板焊接完成后,在焊缝两侧板厚的2-3倍范围内,应采取保温暖冷措施,并使焊缝缓慢冷却,冷却速度应不大于10℃/min。5 Q460钢材的特殊焊接要求5.1Q460E钢材焊接应由焊接考试合格的焊工进行施焊。5.2Q460E钢材在0℃以下不得进行焊接,如必须进行焊接就要搭设保暖棚,保证保暖棚中的环境温度在0℃以上。

  泵阀行业的加工利器,阀门密封面激光熔覆球阀(ball valve)问世于20世纪50年代,随着科学技术的飞速发展,生产工艺及产品结构的不断改进,在短短的40年时间里,已迅速发展成为一种主要的阀类。在西方工业发达的国家,球阀的使用正在不断的上升。在我国,球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业,在国民经济中占有举足轻重的地位。所以,降低球阀的维修频率,提高球阀的使用寿命,对提高我国的社会生产效率具有重要意义。符合我国绿色节能环保,建设资源节约型社会,实现可持续发展的重大战略。泵阀行业的加工利器,阀门密封面激光熔覆泵阀行业的加工利器,阀门密封面激光熔覆硬密封球阀适合于高温高压的水、蒸汽、石油、煤炭、纤维、稠性和腐蚀性介质,以及带颗粒的介质。常规采用耐高温、耐腐蚀的硬质合金作为密封面。激光熔覆的密封面具有更好的耐磨性能。激光熔覆主要特性激光熔覆也叫激光堆焊,采用高能量激光作为热源,以金属合金粉末作为焊材,通过激光与合金粉末同步作用于金属表面实现快速熔凝,形成致密、均匀、稀释率低、厚度可控的冶金结合的合金层,是一种可以显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等性能的表面改性方法。与传统手工堆焊和等离子堆焊相比,具有硬度分布均匀、堆焊层稀释率低、晶粒细小组织致密、界面结合强度高等特点;同时由于激光熔覆热输入量小、工件变形量小,所需堆焊层厚度减小,加工余量小,节约了机加工成本。久恒光电作为阀门激光熔覆领先品牌,对激光熔覆设备有着自己独有的优势和丰富的经验,久恒光电致力于为全球客户提供高性价比的产品和服务!推 荐 设 备阀门密封面激光熔覆设备阀门密封面激光熔覆设备阀门密封面激光熔覆设备是针对硬密封阀门阀体和阀座密封面堆焊开发的专业激光加工设备,配备两个独立的工位,可以实现对球体、阀座、平面类闸阀的加工。可以部分替代镀硬铬,热喷涂,电弧焊,等离子堆焊,超音速喷涂工艺,采用激光堆焊的密封面具有形变小、热影响小、界面结合强度高、机加工余量小、耐磨耐蚀性能优异、使用寿命长、性价比高的特点。采用专利的正交双旋转机构,简化了球体的加工轨迹,大大提高了加工过程的稳定性;控制软件具备球缺、回旋、等速螺线等模型化工艺模块,只需输入简单的参数就可以实现复杂轨迹加工,系统操作简便。01阀门密封面激光熔覆优点强韧性好:组织细化,同时兼顾强韧性,同等硬度下具有更好的耐磨性;界面强度高:冶金结合,抗拉强度500MPa,大于基体强度;稀释率低:稀释率≦3%,比传统工艺高3-5HRC,保证熔覆层耐温、耐磨性能;熔覆层组织:晶粒细小,组织致密,无孔隙,具有各向同性;硬度均匀:表面没有软点,硬度差≦3HRC,有效层深内硬度一致性好。02适用范围适用于各类阀门的阀座,双平行闸阀、楔形闸阀、平板闸阀阀体硬密封面的激光堆焊。

  工程机械作为机械制造行业的重要分支,具有门类多、功能复杂、结构强度高等特点。虽然一直以来很少成为各种制造新技术的试验田,但由于科技人员的创新精神和攻坚克难的勇气,新技术也将最终推广到工程机械制造领域,比如焊接机器人、自动化、智能物流等。当然激光加工技术作为一种绿色、环保、高效并且与物件无接触的加工技术,自然也受到行业的青睐。二、激光加工的特点激光加工起源于20世纪60年代的德国,其加工原理主要是利用激光器产生的高能粒子对工件的表面进行熔化和气化,并以此原理进行各种衍生加工技术。由于激光光束具有很好的稳定性和抗干扰性,并且对被加工件限制条件(如加工的形状、尺寸、环境)较少,因此可对大部分金属材料和非金属材料进行高质量、高精度加工。激光加工技术一直都是“高精尖特”的技术代表。其加工特点及优势总体来说,可以概况为“高、快、好、省、广”,具体内容如下:(1)高 激光加工精度高、加工效率高、材料利用率高、经济效益高。比如一台价格30万元的激光切割机,企业在正常加工的情况下,一年半时间就可以收回设备成本,并产生利润。(2)快 加工速度快,由于激光的能量介质是光源,因此其加工速度非常快,最高可达100m/min。目前,最先进的3G激光切割机,其速度是主流加工设备的1.5倍以上。(3)好 激光加工抗干扰性好,不容易受环境因素的影响,因此激光加工出来的零件质量非常好,精度可以和普通的机床精加工处于同一水平(微米级)。(4)省 激光加工的产品材料利用率高,比较省材料;据不完成统计,激光加工与其他加工技术相比,可节省材料10%~30%。另外,激光加工属于不接触加工工艺,因此设备所需要的耗材比较少,大大节约了生产成本。(5)广 激光加工的材料范围十分广泛,不仅可以加工金属材料,也适用于加工非金属材料。另外,激光加工材料形状比较广,直线、曲线、异形图案等都可以加工出来,真正实现无障碍加工。三、激光加工技术在工程机械制造中的应用近几年来,随着激光加工技术及设备的突破,越来越多地应用于工程机械产品制造各工序中。下面就目前工程机械应用的主流技术进行介绍。3.1 激光加工技术在板材切割下料领域的应用激光切割是利用激光振荡器输出的激光光束通过聚焦镜聚焦,产生的高密度能量照射在材料上使之熔化蒸发而进行的切割方法。与生产中常用的热切割法(火焰、等离子等)相比,因为单位面积的能量大,所以能进行切割割缝较小的高精度产品。例如,某公司下料中心拥有精细等离子切割、光纤激光切割、平板坡口切割、管相贯线切割、钻切复合一体机、型钢切割六大类设备100余台,为工程机械厂家卡特、小松、约翰迪尔以及国内工程机械以及权属子公司产品下料,同时服务于当地配套企业的需求。其中包含三台二维激光切割机、两台三维激光切割机。激光下料产品涉及几乎所有工程机械大类使用的机罩、油箱、驾驶室等零部件产品,厚度以1~25mm板或型材为主,切割材料为从普材Q235A至1000MPa高强度板,每年下料能力达到2万t。目前,工程机械板材加工行业内的主流技术产品所使用的激光切割机有两种,分别为CO2激光切割机和光纤激光切割机。CO2激光切割机为早期产品,技术没有光纤激光先进,波长约为光纤的1/10。传播一般是在与外界空气隔离的光路内进行,光纤激光在光纤中传播,通过性更好,能量束更高,从而热影响更小,切割线更窄,有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的热变形等。除常规的激光切割下料外,激光切割技术在圆孔切割、预留工艺豁口及工艺样板制作等方面应用优势明显,可应用于工艺装备孔的“以切代钻”,省去钻孔工序的时间,提高生产效率,以及节省钻模板的制作费用。3.2 激光加工技术在焊接领域的应用传统的工程机械焊接技术大多数采用的是气体保护焊、埋弧焊或氩弧焊等焊接方式,焊接出来的产品往往存在着飞溅多、变形量大等质量缺陷,另外产生的焊接弧光、灰尘也会危害操作人员的身心健康。随着技术的发展,工业制品生产企业也在就如何提升焊接质量、效率以及减少人工作业方面做了大量的工作,逐渐把汽车工业白车身的机器人焊接、流水线以及柔性制造理念引入到工程机械焊接工序。早期由于激光功率不足和激光焊技术受限,无法在多以中厚板或超厚板为主的工程机械产品中应用。但近几年上海交通大学、哈尔滨工业大学等知名高校,针对中厚板激光焊接技术进行了大量的研究及试验,也形成了高功率激光深熔焊、电弧复合焊、超窄间隙多层填丝焊以及真空负压激光焊等多种焊接方法。激光电弧复合焊技术在工程机械起重机臂架应用较为成功,是将能量传输机制和物理特性截然不同的两种热源复合在一起,作用于统一焊接位置,可以同时发挥两种热源的优势,使焊缝熔深增大、间隙搭桥能力增强,焊接效率提高,起到1+1>2的效果。例如,汽车起重机伸臂材质为屈服强度960MPa的高强钢,采用激光-双丝MAG复合焊接。相比传统的焊接具有焊接适应性强,可适用于高反射和难焊接以及异种材料的焊接;提高焊接过程稳定性,改善焊缝成形,并可消除焊接缺陷,提高焊缝质量,100%全检通过;效率提升了300%,相比单一热源焊接,复合焊接能够有效增加熔深50%,提高焊接速度,同时保证较小的热输入;具有更高的填充效率,节约30%以上单位焊丝用量。3.3 激光加工技术在再制造领域的应用近几年,工程机械再制造业务发展较快,一方面节能降耗,属绿色制造范畴,国家大力提倡;另一方面再制造后的产品性能与新品基本相当,价格约为新品的2/3,用户也逐渐接受认可,仅投入40%~60%的制造成本,企业也乐意去做。零部件再制造主要是更换一些易损件、密封件和修复机构中的磨损,这其中用到最重要的技术就是高效激光堆焊技术,也称激光熔覆技术,主要原理为利用高功率、高密度的激光束,在基体表面形成一层微熔层,同时预置或同步添加特定成分的直熔合金粉,以此达到对磨损的零部件进行均匀修复的目的,也属于一种增材制造技术。同时具有较高的灵活性,对零部件堆焊区域可选、材料可选甚至性能可选,为实现产品的差异化定制提供了优质可行的制造方案。如大功率推土机底盘用履带涨紧弹簧筒由于使用中出现磨损,再制造针对磨损区域采取激光熔覆增材处理,从耐磨多个维度指标进行检测,表面硬度合格,熔覆状态层硬度梯度合理,金相组织较好,可使大功率推土机弹簧筒寿命提升300%,目前不仅用于再制造,同时在新品上替代原镀铬+前期感应热处理工艺,大大提升了产品在行业中的竞争力。3.4 激光加工技术在质量管理领域的应用ISO 9000质量管理体系明确要求做好零部件的过程监控,质量要具有可追溯性。工程机械厂家为有效地追溯零部件质量情况和使用情况,也要求自制零部件及配套商做好永久性标识,标识的内容主要包括产品名称、物料号、图号、生产厂家、生产日期及二维码等基本信息。传统的打标技术主要是利用气缸不断的机械运动冲击物件,在标牌表面留下运动轨迹,这种方式存在着噪声大、字迹模糊、标牌变形等缺点。而激光打标技术属于无接触加工,它是利用激光发出的光束,使工件表面材料瞬间熔融,通过控制激光在材料表面的路径,从而形成图文标记的一种方法。与传统方法相比,具有以下优势:①速度快,相比传统速度提升一倍以上。②字体质量高,字迹清晰,并且很多复杂的图案、符号、字母也可打印出来,这点是传统的打标方式无法比拟的。③无接触加工,绿色环保无污染,结合数控软件系统,可以实现自动化打标。3.5 结论通过以上实例可以看出,激光加工技术已不断应用到工程机械制造的各个工序环节,当然激光清洗技术也正在吸引来自航空航天、汽车、工程机械等领域的关注。该工艺可用于去除油漆、清洁模具或在焊接前去除氧化层和涂层,其速度更快,并且产生的废料更少,目前工程机械行业应用较少。针对上述激光加工技术,大多工程机械企业已把其纳入到自己的企业工艺标准,用以提升产品的品质和效率。随着激光加工技术国产化加快,部分中小企业也尝试购买激光设备进行激光加工,以降低人工成本,提高产品质量,但是和国外成熟的标准化应用相比,国内加工企业还有很长的路要走。四、激光加工技术发展趋势激光加工技术是集机械、电气、数控、光学及液压等多领域结合的一门复杂系统,企业进入该领域的技术门槛较高,因此以英国、德国、美国为代表的发达国家,一直主导激光加工产业的发展方向。虽然我国进入该领域的起步较晚,但是随着国家战略“中国制造2025”的不断实施,我国的激光设备厂家和科研机构奋发图强,涌现出如华工科技、大族激光、团结激光等后起之秀,其产品和技术与国外激光设备的差距在不断缩小。另外,激光加工技术发展也是一个漫长与艰辛的过程,需要社会各方面的努力,笔者认为未来激光加工技术会往以下几个方面发展。(1)激光器小型化 激光器一直作为激光加工技术的核心部件,其大小将决定整个设备的大小。前期由于微电子技术和光学技术的限制,激光器体积比较庞大,占地也较大。随着激光器新技术(如光纤技术、紫外技术等)的不断进步和发展,一批具有转换效率高、工作稳定性好、光束质量好、体积小的激光器被开发出来,从而为激光设备的小型化提供了良好的基础。(2)加工多能化 为适应市场的需求,激光设备厂家将不再追求单一的激光加工功能,而是开发集成切割、焊接、热处理、喷涂中两个或更多功能于一体的设备,为客户实现设备价值的最大化。(3)设备智能化 随着互联网技术的兴起,设备智能化将是激光加工技术又一大趋势。智能工厂将各种生产计划、材料的加工数据上传至企业云端,工程师们在办公室内通过远程终端遥控,发出作业指令,控制设备运行状态,实现产品生产过程的数字化、自动化和信息化。五、结束语随着“中国制造2025”规划的实施,激光加工技术以其无法比拟的优势,成为推动工程机械产业转型升级的重要工具。在互联网+、5G等信息化技术大量引入之后,激光加工制造也开始向智能化制造转型。在国家大力提倡企业坚持技术创新的背景下,国产激光生产厂家将不断加大研发投入,为市场提供性价比更高的激光设备,从而带动新兴领域和传统制造工艺革新,也为未来工程机械制造业激光加工技术的更加广泛应用提供了技术支持。本文发表于《金属加工(热加工)》2020年第6期10-13页,作者:傅中明,扬州丰源车身制造有限公司;李德明,山推工程机械股份有限公司,原标题:《工程机械激光加工技术到底有何前景?》

  模具在汽车零件制造中占有极其重要的地位。局部表面强化是保证模具使用寿命和提高产品稳定性的重要手段。覆盖件模具在汽车模具中占有相当部分。在汽车覆盖件制造中,拉毛问题受到越来越多的关注。汽车覆盖件表面拉毛涉及的因素很多,大体可分为3个方面:①模具:包括模具材料,模具压料面、拉深筋、拉深凸、凹模圆角等工作面的表面粗糙度,模具关键成形参数的设计等;②板料:包括材料成形工艺性、板料厚度、表面微观形貌、纤维分布状态等;③模具零件与板料的接触界面状态:包括润滑条件、接触压力、摩擦状态,热传导特性等。一般认为汽车覆盖件表面拉毛是由于板料与模具零件之间的摩擦状态恶化,二者在突出接触点的瞬间摩擦高温产生冷焊效果,形成积屑瘤,造成粘着磨损,使得在板料表面形成划痕,在模具零件表面产生磨损。造成这一现象的原因很多,模具零件方面的因素被认为是最主要的,有研究表明模具零件的工作表面材料硬度越高、与基体结合越牢固,抗拉毛效果越好。激光焊接利用激光束在金属基体上扫描形成熔池,通过惰性气体把合金粉末同步吹送到熔池,并快速凝固,形成的合金涂层与基体是冶金结合。在数控设备控制下,激光焊接可以根据程序形成各种形状的涂层。机器人自由度高,柔性好,可以根据需要在模具型面上进行法向扫描,制备出更复杂的空间曲面熔覆层。以下基于某车型覆盖件拉深模,针对覆盖件易拉毛相应的模具型腔部位,运用机器人激光焊接技术进行修复的应用研究。1、试验材料模具本体材料为MoCr铸铁,材料成分见表1。激光焊接合金粉为Co基合金粉XY-27F-X40、Fe40合金粉和镍铬稀土自溶合金粉GXN-65A。3种粉末材料粒度均为140~325目,成分见表1。表1 试验材料化学成分2、熔覆策略图2 熔覆策略图1 熔覆策略实施的熔覆策略如图1所示,激光焊接工艺参数除已确定的功率、扫描速度、送粉参数、离焦量等以外,还需确定单道熔覆路径宽度W、高度H、搭接率ɑ、净增平均层厚h。先由试验探索并确定单道截面形貌参数:高度H、宽度W;再根据单道熔覆参数设计台阶试样,分别测量3种不同金属粉对应的熔覆层的净增厚度h;参数宽度W、搭接率ɑ和厚度h是熔覆路径编程的主要工艺依据。其中Fe40作为打底熔覆层,该合金粉标称硬度与模具基体材料相当,且成本较低可大量用于打底层。GXN-65A和XY-27F-X40合金粉分别用于强化部位的上、下部分,因为不同部位的硬度要求不同。在原模具CAD三维模型的基础上,结合模具实际要求设计出坡口轮廓,以备机器人扫描路径编程之需。再根据不同部位的性能和熔覆工艺进行分区编程、熔覆。(1)熔覆工艺参数图2 单道激光焊接路径图2 单道激光焊接路径图3 单道激光焊接路径截面图3 单道激光焊接路径截面将设备参数设定为:功率650W,扫描速度30mm/s,送粉参数0.6r/min;按不同合金粉末,分别熔覆3条单道路径,如图2所示。用线切割将单道路径横向切割,镶嵌金相试样,抛光后用4%的硝酸酒精腐蚀,在体视显微镜下观察测量,其截面如图3所示,测得的数据如表2所示。表2 单道激光焊接路径截面形貌参数(a)台阶试样CAD模型(a)台阶试样CAD模型(b)台阶试样熔覆路径(b)台阶试样熔覆路径(c)实际熔覆的台阶试样(c)实际熔覆的台阶试样图4 台阶熔覆试样用获得的单道参数来熔覆台阶试样,设计的台阶试样CAD模型如图4(a)所示,根据CAD模型用专用机器人离线编程软件生成扫描路径。参照单道熔覆路径截面轮廓,搭接率均设为60%。考虑到熔覆层微观组织的外延生长特性,扫描路径在相邻两层之间方向偏转45°(见图4(b)),以减轻组织的各向异性,使组织更均匀。在熔覆模具型腔部位时,也采用同样路径,制备的实际台阶试样如图4(c)所示。每层厚度的测量数据见表3,并绘制相应的折线数据作为不同熔覆层厚的编程依据,也将作为在实际模具型腔部位上熔覆的编程依据。图6 台阶熔覆试样的厚度图5 台阶熔覆试样的厚度从图5及表3数据可看出,在相同工艺参数下(功率、扫描速度、送粉转速相同,同一层数),不同合金粉熔覆层厚度有明显差别:XY-27F-X40熔覆层厚度最小,GXN-65A最大,Fe40处于两者之间。引起这一差别的诱因很复杂,大致归纳如下:(1)粉末粒度分布以及松装密度不同引起的实际送粉速率不同,造成单道以及多道搭接的熔覆层厚度不同。(2)合金粉末成分不同,熔池的铺展程度就不同,引起合金粉末的实际捕捉率有所差异,造成熔覆层厚度的不同。(3)单道路径截面形状、搭接率不同引起的熔覆层表面纹理状态不同,进一步影响熔池的铺展,进而影响熔覆层厚度。(4)熔池铺展、粉末捕捉、表面纹理状态之间交互影响,造成最终熔覆层厚度的较大差异。(2)CAD模型的建立(a)汽车覆盖件拉深模(a)汽车覆盖件拉深模(b)汽车覆盖件拉深模CAD模型(标记A、B)(b)汽车覆盖件拉深模CAD模型(标记A、B)(c)熔覆区域放大(c)熔覆区域放大(d)提取的熔覆区域边界(d)提取的熔覆区域边界图6 汽车覆盖件拉深模实物及CAD模型汽车覆盖件拉深模实物如图6(a)所示,需熔覆强化部位在图中已指出。对应的模具CAD模型如图6(b)所示,其中A、B两处即为熔覆位置。根据图6(a)实际加工出的坡口形状,在CAD模型上修改为与实物一致的轮廓,以保证编程路径的精度,如图7(c)所示。在已修改的CAD模型上提取熔覆区域边界如图6(d)所示,以备机器人离线)机器人熔覆策略先用Fe40合金粉末熔覆打底层,编程数据参照表2和表3,搭接率为60%,连续熔覆3层,按每层厚度0.55mm编程,编程路径如图7所示。图7 Fe40打底层熔覆路径图7 Fe40打底层熔覆路径图8 分区域编程图8 分区域编程在实际操作中按图7路径一次性熔覆整个区域存在的弊端是:由于曲率变化较大,熔覆过程中机器人姿态也频繁变换,造成熔覆头作业时产生震颤,从而影响熔覆精度,同时也不利于设备的保养维修。在熔覆XY-27F-X40和GXN-65A涂层时,分为3个区域编程,如图8所示。(a)机加工前熔覆效果(a)机加工前熔覆效果(b)机加工后熔覆效果(b)机加工后熔覆效果图10 最终熔覆效果首先熔覆Ⅱ、Ⅲ区域,再熔覆Ⅰ区域。Ⅱ、Ⅲ区域熔覆2层,Ⅰ区域熔覆3层,路径编程参数依据表3,搭接率均为60%。最终熔覆效果如图9(a)所示,机加工后效果如图9(b)所示。机加工后,用便携式硬度仪进行测量,测得XY-27F-X40涂层硬度为63HRC,GXN-65A涂层硬度为42HRC。

  截齿是采煤和巷道掘进机械中的易损部件之一,是落煤及碎煤的主要工具,其性能直接影响到采煤机的生产能力、功率的消耗、工作稳定性和其他相关零件的使用寿命,截齿种类繁多,一般结构是在淬火回火的低合金结构钢刀体身上嵌入硬质合金刀头。截齿在工作时承受高的周期性压应力、切应力、冲击负荷,其主要失效形式为刀头脱落、崩刀和刀头、刀体磨损,在某些工况条件下也经常因为刀体折断造成截齿的失效,由于截齿刀体的机械性能好坏直接影响截齿的使用寿命,所以合理选择截齿刀体的材质和有效的热处理方式,对减少截齿刀体的磨损折断、降低采煤机截齿消耗量、提高采煤机械运转率、增加采煤生产的综合经济效益,都有积极的意义。截齿是采掘机械的易损件,通过长期对截齿的分析与研究,从新型截齿的选用、截齿布置及截齿结构改进等几个方面对采煤机截齿的可靠性进行了简单分析,提高截齿的可靠性,降低齿耗占吨煤成本中的比例,提高采煤机有效工作时间,采煤机截齿的可靠性与截齿本身诸因素、采煤机的因素、煤层赋存条件等多种因素有关。经常操作采煤机的工作人员一定很了解采煤机截齿是采煤机上较易损坏的设备之一,截齿损坏后修复的问题成为了厂家们和客户最关心的问题,今天为大家介绍一种截齿修复的方法,使产品实现最大的经济价值。超高速激光熔覆,也称为EHLA (Extreme High Speed Laser Cladding),由德国Fraunhofer ILT 发明,被誉为当前可替代电镀技术最具竞争力的工艺,因其为工业界带来的革新性技术进步,2017年获得弗朗恩霍夫协会创新奖(Joseph von Fraunhofer)、德国激光创新奖(Berthold Leibinger Innovationspreis)、 德国钢铁协会创新奖(Steel Innovation Prize program)等多个奖项。超高速激光熔覆技术主要用于提高零件表面的耐磨、耐腐蚀、耐高温、及抗氧化等性能,从而达到表面改性或修复的目标,满足了对材料表面特定性能的要求。超高速激光熔覆技术本质上改变了粉末的熔化位置,使粉末在工件上方就与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面。其熔覆速率可高达20-200m/min,因热输入小,热敏感材料、薄壁与小尺寸构件均可采用该技术进行表面熔覆,而且可用于全新的材料组合,例如铝基材料、钛基材料或铸铁材料上涂层的制备。由于涂层表面质量明显高于普通激光熔覆,只需要简单打磨或抛光即可应用,因此材料浪费、后续加工量都大大减少,在成本、效率、及对零件的热影响上超高速激光熔覆都具有不可替代的应用优势。

  高速激光熔覆之:内壁激光熔覆常见的机械部件如如油缸、轴承、阀门、套筒、模具、气缸等需要内壁具备耐磨、耐腐、抗冲击等特性,因此需要在工件使用前期或者出现疲劳磨损后对其内表面进行加工处理。相对于外壁加工,内壁加工受限于加工空间有限,尤其对于内壁直径较细,孔深较深工件,技术加工要求较高。内孔激光熔覆是一种内壁金属表面改性技术,需要将激光、金属粉、冷却水高度集成于熔覆头中,通过熔覆头内置于工件腔体内部实现工件内壁表面激光处理。内孔铜粉激光熔覆效果技术优势:ZKZM-NT系列内孔高速激光熔覆产品主要应用于工业零件内壁或内孔的修复,包括管道内壁、泵阀内孔、缸体内部、机匣内壁等各种内部狭窄零部件以及中小型部件。鉴于市场上的内孔激光熔覆设备,镜片容易烧毁,不能连续工作的现状(最长时间2小时)。ZKZM-NT系列采用先进的结构设计、进口石英基片和先进镀膜技术等各种技术手段,大大提高了内孔熔覆头的安全性、可靠性。通过大量的测试应用,ZKZM-NT内孔激光熔覆设备,安全可靠性高,可以长时间24h续工作。内孔铁基粉激光熔覆效果产品特点:可靠性高,内设温控光控双重监测报警系统,熔覆过程在线监测,实时输出数据。多型号可选,根据实际需求,挑选合适型号,高性价比。光粉通道独特设计,实现高速激光熔覆,效率高,基体热输入小,不易发生变形。功能性强,同一款激光头可适于熔覆、焊接、淬火、增材制造等工艺。可长时间连续出光,独特水冷通道设计,保证熔覆头制冷效果。支持红外探测影像记录,可选配CCD相机。型号ZKZM—NT2ZKZM—NT4/6/8适用功率1000W-3000W4000-8000W最小内孔直径80mm160mm适用激光光源光纤激光器最大内孔深度1.5m2.0m光学接口QCS送粉方式旁轴送粉中心送粉冷却方式水冷送粉气体N2/Ar

  纤线来传送,因而在应用上深具延展性;因为激光高速熔覆方法能用光纤线联接而将导光至模貝的盲区或不容易消除的位置开展清洗,因而方便使用;因为硫化橡胶并无汽化,因而不容易造成有危害的汽体,危害办公环境的安全性。激光高速熔覆轮胎模具的技术性早已很多在欧美国家的车胎工业生产中被选用,尽管前期项目投资成本费较高,但可在节约续航、防止模貝毁坏、工作中安全性及节约原料上所得到的盈利快速获得收购。依据Quantel企业的LASERLASTE激光高速熔覆系上海市区双钱载重轮胎企业生产流水线开展的清洗实验说明,仅需两个钟头就可以线上清洗一套大中型载重轮胎的模貝。和基本清洗方法对比,经济收益是不言而喻的。食品产业模貝上防粘的延展性膜层必须按时拆换以确保环境卫生,无需化学药品而应用激光高速熔覆也尤其合适这类运用。2、武器的清洗:激光高速熔覆技术性在武器装备维修保养上广泛运用。选用激光高速熔覆系统软件,能够高效率、便捷地消除生锈、空气污染物,并能够对消除位置开展挑选,完成清洗的自动化技术。选用激光高速熔覆,不仅洁净度高过有机化学清洗加工工艺,并且针对物件表面基本上无危害。Quantel企业的LASERLASTE通过设置不一样主要参数,还能够在金属材料物件表面产生一层高密度的金属氧化物防护膜或金属材料熔化层,提升 表面抗压强度和耐蚀性。激光消除的废弃物对自然环境大部分不组成环境污染,还能够开展长距离实际操作,合理降低了对实际操作工作人员的身心健康危害。3、飞机场旧漆的消除:在欧州激光高速熔覆系统软件早就运用在航天工业中。飞机场的表面过一定時间后要再次喷涂,可是喷涂以前必须将原先的旧漆彻底去除。传统式的机械设备消除漆料法非常容易对飞机场的金属材料表面导致损害,给安全性航行产生安全隐患。如选用好几个激光高速熔覆系统软件,可在二天以内将一架A320空中客车表面的漆膜彻底祛除,且不容易损害到金属材料表面。4、房屋墙体的清洗:伴随着我国经济的迅猛发展,愈来愈多的摩天大厦被创建起來,大厦墙体的清理难题日渐凸显,LASERLASTE激光高速熔覆系统软件根据最多70米的光纤线对房屋建筑墙体的清洗出示了非常好的处理方法,它能够对各种各样大理石、金属材料、夹层玻璃上的各种各样空气污染物开展合理清洗,且比基本清洗高效率许多 倍。还能够对房屋建筑的各种各样大理石上的黑色斑、色素斑开展消除。LASERLASTE激光高速熔覆系统软件在嵩山少林寺对房屋建筑、碑石开展的清洗实验说明,选用激光高速熔覆对维护古代建筑修复外型实际效果很好。5、电子工业中的清洗电子工业应用激光除去金属氧化物:电子工业必须高精密地除污,尤其合适选用激光去金属氧化物。在电路板焊接前,元器件针角务必完全去金属氧化物以确保最好的电触碰,在除污全过程中还不可以毁坏针角。激光高速熔覆能够考虑应

  3D打印技术可以克服应用传统制造技术制作定制化产品生产成本高、消耗资源大、耗时长等缺点,因此应用在工业制造、医疗、教育、航空航天、消费品制造等诸多领域。3D打印材料作为3D打印的重要物质基础,3D打印材料的发展直接制约着3D打印技术的发展。 2018年全球3D打印材料行业市场现状分析及发展趋势 随着3D打印产业规模越来越大,3D打印材料在整个行业中的地位也愈加重要。2017年,全球3D打印材料市场约占全部3D打印市场的36.63%,预计到2018年,全球3D打印材料市场规模将会进一步扩张,且增速略大于全球3D打印市场,所占比重进一步提高,超过38%。 随着3D打印行业的不断发展,全球3D打印材料的市场规模也不断扩张。2017年全球3D打印材料市场规模约为26.89亿美元,较上年增长31.11%;预计2018年,全球3D打印材料市场规模将会达到32亿美元。全球3D打印材料市场规模近5年来一直维持20%以上的增速,处于稳定快速的发展期,随着3D打印技术应用领域的不断拓展和越来越多的3D材料面世,全球3D打印材料市场将会继续保持稳定增长的趋势。 消费级3D打印设备普及率高,PLA、ABS材料占据主流 从3D打印材料市场应用结构来看,PLA材料和ABS塑料材料应用占比较多,两者合计占比超过50%,其原因为PLA与ABS塑料主要供消费级3D打印机使用,消费级3D打印机价格较为低廉,携带方便,易于操作等特点,其普及率要远远高于操作难度大,价格昂贵,要求专业技术高的工业级3D打印机。2017年,消费级3D打印机出货量38.97万台,占全部3D打印机出货量的97.13%。而作为消费级3D打印机的主要应用材料,PLA材料和ABS塑料应用占据了全球3D打印材料市场的大部分份额。 3D打印材料种类不断丰富,推动市场继续快速增长 全球3D打印材料逐渐丰富,根据不同行业特点和需求开发新型材料,目前全球共有约300余种可规模化生产的3D打印材料。全球3D打印材料在近3年内出现了井喷式的增长,2016-2018年,全球共有100余种新型3D打印材料面世。3D打印材料种类的增多,使得3D打印技术可应用的领域多,可应用3D打印技术制造的产品种类更丰富,极大程度的推动了3D打印产业的发展。 3D打印材料种类的增多,推动了3D打印市场规模的扩张;同时,3D打印材料技术的发展,使得3D打印材料的成本逐渐降低,从而使更多的3D打印技术能够向产业化转变,应用领域进一步拓展。前瞻产业研究院分析认为,未来3D打印的快速增长主要依赖于建筑、工业机械、汽车,航空航天、牙科和医疗产业的增长,3D打印的快速增长反过来又加大了对3D打印材料的需求。随着全球各国对3D打印材料产业的重点关注,出台政策扶持和财政补贴,2019年,预计3D打印材料行业继续保持快速增长,市场规模超过34亿美元。

  电力设备分布量大、不间断运转,其零部件的损坏机率高。主要易损零部件有各种泵轴、转子及叶片、轴承等,各种汽机、电机、发动机轴颈、阀门、阀杆、密封面、键槽等等。其中汽轮机是火力发电的核心设备,由于高温高热特殊的工作条件,每年都需定期对损伤的机组零部件进行修复,如主轴轴径、动叶片等。燃气轮机由于其在高达1300℃的高温条件下工作,经常发生损伤。采用激光再制造技术将其缺陷全部修复完好,恢复其使用性能,费用仅为新机组价格的1/10,减废节本效果显著。激光再制造技术的基本工作原理类似于传统的堆焊技。

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