激光熔覆技術(shù)在船舶修理中的應(yīng)用

來(lái)源：熔覆專家

導(dǎo)讀：在船舶長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于各種各樣的因素影響而使得船舶的使用性能逐漸降低。船舶修理中碰到零部件損壞 , 如何快速修復(fù)并使之繼續(xù)高質(zhì)量運(yùn)作, 一直是人們謀求解決的技術(shù)難題之一。

船舶上面的許多大型設(shè)備如果零部件損壞 , 往往會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失與危害 , 如發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部件的轉(zhuǎn)子軸 , 因其運(yùn)行精度高 , 速度快 , 一旦損壞將直接導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組輸出功率下降甚至癱瘓。為保險(xiǎn)起見(jiàn) , 一般都是直接更換損壞的零部件, 但由于船舶行業(yè)零部件價(jià)格通常比較昂貴 , 而且訂購(gòu)周期長(zhǎng) , 無(wú)法滿足船舶修理的需求。因此船舶修理行業(yè)面臨著迫切需要解決的問(wèn)題: 開(kāi)發(fā)新型價(jià)格低廉、能快速并且具有高度可靠性的修復(fù)技術(shù)。

常用的傳統(tǒng)修復(fù)工藝主要有普通焊條堆焊、噴涂和電鍍 , 對(duì)于不太重要的零部件 , 這些傳統(tǒng)工藝可以解決問(wèn)題 ,但對(duì)于重要零部件 , 這些傳統(tǒng)工藝方法都存在著不同程度的缺陷 。例如堆焊和電焊容易變形量太大 , 只能用于不太重要的零部件; 而噴涂和電鍍的方法盡管無(wú)變形量 , 但它們可修復(fù)的厚度有限 , 并且修復(fù)層與基材的結(jié)合力不強(qiáng) , 不能應(yīng)用于高速、沖擊、重載的場(chǎng)合。

激光熔覆利用高能激光束在金屬表面輻照 , 通過(guò)迅速熔化、擴(kuò)展、凝固 , 冷卻在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的材料 , 從而構(gòu)成一種新的復(fù)合材料 , 以彌補(bǔ)機(jī)體所缺少的高性能 , 這種復(fù)合材料能充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì) , 彌補(bǔ)相互之間的不足。根據(jù)工件的工況要求 ,可以熔覆耐熱、耐磨、耐蝕、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆層。

與傳統(tǒng)修復(fù)中常用的堆焊、噴涂和電鍍等相比 , 激光熔覆有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.熔覆層與基體之間為冶金焊接結(jié)合 , 致密且結(jié)合強(qiáng)度高 , 不易脫落;
2.在改變或恢復(fù)工件的幾何尺寸的同時(shí) , 實(shí)現(xiàn)同步表面強(qiáng)化;
3.利用功能材料可實(shí)現(xiàn)工件表面性能的定制 , 改變零件的表面性能 , 如耐磨、耐高溫、耐腐蝕等;
4.修復(fù)部位熱影響區(qū)和熱變形小 , 不改變工件基體的金屬性能;
5.修復(fù)過(guò)程為機(jī)器自動(dòng)控制 , 保證工件質(zhì)量;
6.修復(fù)效率高 , 工期短;
7. 可以修復(fù)多種材質(zhì)的工件;熔覆層的硬度在 HRC20～HRC60范圍內(nèi) , 可以根據(jù)使用要求選擇。

由于激光熔覆修復(fù)技術(shù)所產(chǎn)生的修復(fù)層為冶金結(jié)合 , 其組織致密 , 結(jié)合強(qiáng)度高 , 不易脫落 , 逐漸成為船舶最好的修復(fù)工藝之一。結(jié)合激光熔覆修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) , 船舶上的各類鋼、鑄鐵、不銹鋼零部件的磨損 ,都可用激光熔覆技術(shù)修復(fù) , 修復(fù)后的整體性能可達(dá)到或超過(guò)新的工件。而那些以往在修船行業(yè)中令技術(shù)人員頭疼的修復(fù)難題 , 激光熔覆修復(fù)技術(shù)更是顯示出它的獨(dú)到之處 , 比如軸類的修復(fù) , 激光熔覆修復(fù)技術(shù)可以使變形量控制在 0. 01 ～0. 02 mm 以內(nèi) , 大一點(diǎn)的軸甚至不存在變形; 對(duì)于材質(zhì)為鑄鐵和不銹鋼的工件的修復(fù) , 激光熔覆修復(fù)技術(shù)同樣能解決問(wèn)題 , 且效果顯著 , 不出現(xiàn)裂紋; 形狀復(fù)雜工件的修復(fù) , 同樣可以精確高效地修復(fù) , 最重要的是激光熔覆修復(fù)技術(shù)采用的熔覆材料廣泛 ,即可使用與基體相似的材料 , 以達(dá)到修復(fù)尺寸的目的 , 也可使用性能更優(yōu)良的合金材料以達(dá)到表面改性的目的。這些難題往往是傳統(tǒng)修復(fù)工藝難以達(dá)到的。

激光熔覆修復(fù)技術(shù)作為一種全新的工藝, 以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì) , 給船舶修業(yè)中修復(fù)重要零部件帶來(lái)了可能。正如上面所談到的激光熔覆修復(fù)技術(shù)的多種特性 , 決定了激光在修船行業(yè)必定有著廣闊的應(yīng)用前景。隨著激光熔覆技術(shù)在修船行業(yè)的廣泛應(yīng)用 , 將會(huì)為修船廠、船東帶來(lái)相當(dāng)可觀的效益, 同時(shí)由于節(jié)省了材料消耗與報(bào)廢 , 對(duì)損壞工件進(jìn)行再制造修復(fù) , 符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 , 因而也具有巨大的社會(huì)效益, 值得積極推廣應(yīng)用。