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    首鋼機電公司激光熔敷增材制造技術的廣泛應用

    2020-03-25 08:31:00

      近日,首鋼機電公司工程制造團隊和首鋼技術研究院金屬3D打印研發團隊聯合攻關,成功將金屬3D打印再制造技術應用于股份公司、京唐公司熱軋產線軋機牌坊窗口面修復工作,使設備使用壽命提高數倍。

      據了解,首鋼機電公司遷安機械修理分公司工程團隊多年來一直致力于激光熔敷增材制造技術的研發運用。目前,該團隊已將該技術推廣應用于修復助卷輥、層流輥、西馬克液壓缸活塞桿、熱軋支撐輥軸承座、軋機牌坊、大齒輪里孔和減速機軸等多個重點項目,在為企業創造效益的同時,也極大地拓展了公司的業務領域和范圍。

      一、激光熔敷設備及技術介紹

      激光熔覆技術是以不同的填料方式在被涂覆基體表面上增加已選擇的涂層材料,經激光輻照使之和基體表面同時熔化,并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結合的表面涂層,具有熱影響區小、稀釋率低,熔覆層晶粒度細,表面硬度高,耐磨性能好等優點,可有效改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、抗氧化等性能。

      我單位擁有三臺半導體激光熔覆設備,其中一臺3000W(德國DILAS激光器),兩臺6000W(德國Laser Line激光器),同時配備六軸全自動機械手及工件旋轉平臺,采用德國西門子控制系統,可實現對外圓、內孔、平面、立面及異型件表面的自動激光熔覆焊接,能夠實現自動化精準操作,工作效率高、產品質量穩定。

      二、激光熔敷應用及成果

      1.激光熔覆修復助卷輥

      為了解決熱軋卷取區域助卷輥在線使用出現的粘鋼、銹蝕、焊道印及磨損嚴重等問題,我單位通過技術創新,采用激光熔覆手段,對股份公司一熱軋卷取區域助卷輥進行修復試驗。結果表明,在線使用周期較堆焊工藝修復的助卷輥明顯提高,其中使用周期最長的已達到18個月,是其他供應商提供助卷輥使用周期的2倍以上。

      助卷輥修復屬成熟工藝,產品質量穩定,針對此項技術,已申請專利,目前正在受理階段。

      2.激光熔覆修復層流冷卻輥

      我單位為京唐公司2250修復的層流冷卻輥,在線使用周期已達到3年零10個月(仍在線使用),原噴焊輥子在線使用周期約為2年。目前激光熔覆修復技術已達到成熟水平,產品質量穩定,使用壽命較原工藝提高近1倍。

      3.激光熔敷修復軋機牌坊

      我單位從2017年開始介入首鋼內部熱軋牌坊在線修復領域,到目前為止,合計加工修復21架次。 2019年承擔了京唐熱軋3架牌坊的機械加工和激光熔覆修復任務,實現了F3、F4立面、F5底面同時熔覆,大大提高了工作效率,全部保質保量并按工期完成了任務,得到了京唐公司熱軋作業部的一致好評。

      通過不斷的摸索、學習,以及現場實際操作,目前我單位專業團隊已經具備熱軋牌坊的在線修復能力。計劃2020年快速推進股份公司牌坊在線修復工作,實現股份公司熱軋軋機牌坊修復的首鋼化,同時推進該技術的社會市場化。

      4.激光熔敷修復西馬克液壓缸活塞桿

      機電公司承制的西馬克扇形段項目,安裝過程中液壓缸缸頭螺紋存在損壞情況,造成液壓缸不能使用。通過對液壓缸結構形式及安裝性能要求進行了解,確定對活塞桿螺紋部位進行激光修復,熔覆焊后按圖紙要求恢復螺紋尺寸及精度。

      修復過程中,通過對供貨廠家提供焊粉進行熔敷試驗及成分對比測試優選,并對過程中的工藝參數進行調整,所有西馬克液壓缸活塞桿全部保質保量修復完成,并保證了安裝工期。

      5.激光熔敷修復熱軋支撐輥軸承座

      熱軋支撐輥軸承座是軋機輥裝配重要部件,現場經過長時間使用,內孔及側面出現不同程度磨損,不能滿足現場裝配條件。根據磨損位置及工件使用情況,確定采用激光熔敷方法進行修復

      過程中通過對激光熔敷參數進行工藝優化,表面熔敷效果較好,加工后全部合格,圓滿完成了軸承座的修復任務。

      三、激光熔敷創造產值及發展方向

      激光熔覆設備為我單位自動化先進設備,現已承接了熱軋層流冷卻區域的層流冷卻輥、精軋活套輥;熱軋卷取區域的助卷輥、機架輥、開關輥;熱軋軋機牌坊的激光熔覆補償尺寸等項目,為我單位創造年產值800余萬元。

      后續我單位繼續以表面工程技術在冶金裝備、備件中的修復和再制造為切入點,通過與國內標桿廠家進行技術對標,提升激光熔敷修復水平。通過前期摸索,目前已掌握核心技術及操作要點。后續我單位將充分利用此自動化設備,與用戶一起聯合成立研發攻關小組,推進激光熔敷在冶金設備中的應用。

    來源:首鋼機電公司

    編輯:楊凱

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