Лазерная наплавка
+7 8332 64-62-54
Ассоциация «ВЛИТЦ»
предоставляет услуги по лазерной и гибридной лазерно-дуговой наплавке. Это современный и эффективный способ восстановления изношенных деталей машин и механизмов, а также улучшения их эксплуатационных характеристик.
Лазерная наплавка
позволяет создать плакирующий слой из наплавочного материала, который расплавляется лазерным лучом. Благодаря точности лазерного излучения, образуется полностью плотный наплавочный слой, характеризующийся минимальным перемешиванием с основным металлом. Лазерная наплавка обеспечивает металлургическое сцепление и возможность нанесения нескольких защитных слоев для повышения стойкости к различным механизмам разрушения.
Преимущества лазера как источника нагрева для наплавки:
Дозируемая энергия
Возможность создания тонких наплавочных слоев
Высокопрочное сцепление с основой
Образуемая ультрадисперсная структура покрытия эффективно противостоит процессам коррозии и эрозии
Возможность локальной обработки поверхности
Отсутствие термических поводок
Обработка деталей больших габаритов
Быстрый нагрев и остывание наплавляемого материала
Возможность обработки на нужную глубину
Минимальное перемешивание основного и наплавляемого материала
В настоящее время существует множество методов восстановления геометрических размеров изношенных деталей машин и механизмов, а также придания поверхности заданных функциональных свойств. Каждая из этих технологий имеет свои особенности, которые определяют её преимущества и недостатки.
Однако ни один из существующих методов не является универсальным. Свойства нанесённых поверхностных слоёв не всегда соответствуют современным требованиям эксплуатации машин и механизмов, а технико-экономические показатели технологических процессов не всегда соответствуют современным требованиям экономической эффективности.
Применение новых технологий ремонта, восстановления и упрочнения позволяет достичь более высокой эффективности за счёт использования специальных износостойких материалов, новых методов реновации и современного технологического оборудования с улучшенными технико-экономическими показателями.
Традиционные методы наплавки, такие как газотермические, плазменные, электродуговые и другие, не всегда соответствуют современным технико-экономическим требованиям, предъявляемым промышленностью к технологиям реновации.
Одним из перспективных направлений развития реновационных технологий являются лазерные методы наплавки. Они позволяют устранить многие недостатки традиционных методов наплавки и улучшить технико-экономические показатели.
В процессе лазерной наплавки тепловое воздействие на деталь минимально, что позволяет избежать перемешивания слоёв и получить мелкозернистую структуру наплавленного слоя. Это, в свою очередь, приводит к улучшению эксплуатационных свойств наплавленного слоя по сравнению с другими традиционными методами наплавки.
По сравнению с традиционными методами наплавки, лазерная наплавка обладает более широкими возможностями и преимуществами в техническом и экономическом плане.
С помощью лазерной наплавки можно наносить на поверхность металлов конструкционные, легированные и высоколегированные стали, а также жаропрочные сплавы и металлокерамику.
Лазерную наплавку можно проводить с использованием порошка (газопорошковая лазерная наплавка) или проволоки.
В настоящее время в промышленности применяются следующие технологии лазерной наплавки:
Газопорошковая лазерная наплавка (ГПЛН).
Высокоскоростная газопорошковая лазерная наплавка (ВГПЛН).
Лазерная наплавка проволокой (ЛНП).
Гибридная технология лазерной наплавки проволокой (ГЛДН).
Импульсная лазерная наплавка (ИЛН).
Основные технические характеристики технологии лазерной наплавки проволокой.
- Припуск на последующую механическую обработку……………………200-500 мкм
- Твердость наплавляемого слоя (регулируется) ……….………………….. до 60 НRCЭ
- Твердость наплавляемого слоя твердым сплавом………………………… до 72 НRCЭ
- Удельная производительность лазерной наплавки (на плоскости)
на 1 кВт мощности луча лазера…………………………………………….По ≈ 0,4 кг/час∙кВт
- Адгезионное взаимодействие наплавленного слоя
с подложкой (основным металлом) металлургическое……………………..sа >360МПа
Примеры работ
1. Лазерная наплавка вала нагнетателя
Процесс лазерной наплавки
боковой стенки диска вала Внешний вид посадочного места и диска вала после лазерной
Лазерная наплавка позволяет сохранить базовые геометрические размеры вала нагнетателя в поле допуска.
Вал нагнетателя изготовлен из стали 35ХН1М2ФА. Твердость 27 HRC. Твердость наплавленного слоя 320-350HV.
Металлографический анализ показал отсутствие дефектов в наплавленном слое.
Припуск наплавленного слоя на последующую механическую обработку ≈500мкм
3.2 Лазерная наплавки детали статора «Сегмент промежуточный»
Внешний вид детали «Сегмент промежуточный»
Микроструктура основного металла
Микроструктура наплавленного металла
Структура наплавленного слоя однородная, высокодисперсная — 5-10 мкм (основного металла 190-300 мкм).). Твердость наплавленного слоя 196-220 HV меньше твердости основного металла 320-398 HV.
Гибридная технология лазерно-дуговой наплавки
Гибридная технология лазерно-дуговой наплавки – это инновационный подход к обработке поверхностей, который объединяет в себе преимущества лазерной и дуговой сварки. В результате получается более качественный и эффективный процесс, чем при использовании только одного из этих методов.
Объединение двух энергетических источников в одном технологическом процессе позволяет устранить недостатки каждого из них и получить новые показатели качества. Это достигается благодаря тому, что лазерное излучение и электрическая дуга работают одновременно в зоне обработки.
Использование гибридной технологии лазерной наплавки позволяет заменить мощность лазерного луча на эквивалентную мощность электрической дуги. Это снижает стоимость лазерного технологического комплекса, так как стоимость 1 кВт мощности электрической дуги намного ниже стоимости 1 кВт мощности лазерного луча.
При этом качество наплавленного слоя не уступает качеству, полученному при использовании лазерной наплавки.
Гибридная технология позволяет повысить удельную производительность процесса наплавки в несколько раз.
Снижение стоимости оборудования и повышение производительности позволяют существенно снизить технологическую себестоимость гибридной лазерно-дуговой наплавки по сравнению с лазерной наплавкой.
Гибридная технология лазерно-дуговой наплавки позволяет повысить технологическую прочность наплавленного слоя и избежать образования трещин.
Производительность процесса гибридной лазерно-дуговой наплавки при мощности луча лазера 3 кВт составляет примерно 3,6 кг/час. Чтобы достичь такой производительности при лазерной наплавке, потребуется лазер мощностью 9 кВт.
Гибридная технология лазерно-дуговой наплавки открывает возможности для создания компактных мобильных лазерных технологических комплексов, в том числе роботизированных, которые могут быть успешно применены для ремонта энергетического, транспортного и металлургического оборудования.
Преимущества гибридной технологии лазерно-дуговой наплавки:
1. Удельная производительность процесса гибридной лазерно-дуговой наплавки в несколько раз превышает производительность лазерной наплавки.
2. Снижается жёсткость термического цикла и, соответственно, вероятность образования трещин в наплавленном слое.
3. Во многих случаях гибридная технология лазерно-дуговой наплавки не требует специальных технологических операций при наплавке, которые повышают технологическую прочность наплавленного слоя, таких как предварительный и сопутствующие подогревы и последующая термообработка наплавленного слоя.
