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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、京唐公司熱軋産線軋機牌坊窗口面修複工作,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複助卷輥、層流輥、西馬克液壓缸活塞杆、熱軋支撐輥軸承座、軋機牌坊、大齒輪裏孔和減速機軸等多個重點項目,在爲企業創造效益的同時,也極大地拓展了公司的業務領域和範圍。

  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塗覆基體表面上增加已選擇的塗層材料,經激光輻照使之和基體表面同時熔化,並快速凝固後形成稀釋度極低並與基體材料成冶金結合的表面塗層,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。

  我单位拥有三台半导体激光熔覆设备,其中一台3000W(德国DILAS激光器),两台6000W(德国Laser Line激光器),同时配备六轴全自动机械手及工件旋转平台,采用德国西门子控制系统,可实现对外圆、内孔、平面、立面及异型件表面的自动激光熔覆焊接,能够实现自动化精准操作,工作效率高、产品质量稳定。

  二、激光熔敷應用及成果

  1.激光熔覆修複助卷輥

  爲了解決熱軋卷取區域助卷輥在線使用出現的粘鋼、鏽蝕、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複試驗。結果表明,在線使用周期較堆焊工藝修複的助卷輥明顯提高,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。

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

  2.激光熔覆修複層流冷卻輥

  我單位爲京唐公司2250修複的層流冷卻輥,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爲2年。目前激光熔覆修複技術已達到成熟水平,産品質量穩定,使用壽命較原工藝提高近1倍。

  3.激光熔敷修複軋機牌坊

  我单位从2017年开始介入首钢内部热轧牌坊在线修复领域,到目前为止,合计加工修复21架次。 2019年承担了京唐热轧3架牌坊的机械加工和激光熔覆修复任务,实现了F3、F4立面、F5底面同时熔覆,大大提高了工作效率,全部保质保量并按工期完成了任务,得到了京唐公司热轧作业部的一致好评。

  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複能力。計劃2020年快速推進股份公司牌坊在線修複工作,實現股份公司熱軋軋機牌坊修複的首鋼化,同時推進該技術的社會市場化。

  4.激光熔敷修複西馬克液壓缸活塞杆

  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,確定對活塞杆螺紋部位進行激光修複,熔覆焊後按圖紙要求恢複螺紋尺寸及精度。

  修複過程中,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,並對過程中的工藝參數進行調整,所有西馬克液壓缸活塞杆全部保質保量修複完成,並保證了安裝工期。

  5.激光熔敷修複熱軋支撐輥軸承座

  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複

  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,加工後全部合格,圓滿完成了軸承座的修複任務。

  三、激光熔敷創造産值及發展方向

  激光熔覆設備爲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,爲我單位創造年産值800余萬元。

  後續我單位繼續以表面工程技術在冶金裝備、備件中的修複和再制造爲切入點,通過與國內標杆廠家進行技術對標,提升激光熔敷修複水平。通過前期摸索,目前已掌握核心技術及操作要點。後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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