Лазерная наплавка и аддитивные технологии

Лазерная наплавка — это технологический процесс, в процессе которого на поверхности изделия создается сварочная ванна с подачей в неё наплавляемого материала с последующей кристаллизацией и образованием защитного слоя. Создается высококачественное покрытие с металлургической связью с подложкой. В качестве наплавляемого материала могут использоваться как порошки, так и проволоки.

Восстановительная лазерная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный лазером металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.

Использование аддитивной технологии позволяет изготавливать детали сложной формы с внутренними криволинейными отверстиями, недоступными для изготовления другими методами обработки. Прямое изготовление с САПР и отсутствие множества переустановок детали на станке позволяет получить микронную точность изделия.

 

Обычно лазерные установки входят в состав роботизированных комплексов, тем самым система является полностью автоматизированным процессом.

 

Схема работы горелки установки лазерной наплавки

 

Особенность работы установки лазерной наплавки:

  • Транспортирующий газ: отсутствует;
  • Тип материала для напыления: порошок, проволока;
  • Источник питания: сеть 380В/32А;
  • Плавление материала: лазерный пучок.

Свойства покрытий и материалы

При наплавке используются материалы на основе Ni, Co, Fe с возможностью примесей широкой номенклатуры легирующих компонентов с различными механическими характеристиками.

Основные характеристики покрытий, наносимых методом лазерной наплавки:

  • Пористость − отсутствует;
  • Микротвердость до 70 HRC;
  • Прочность сцепления до 15…30 МПа;
  • Плотность получаемых покрытий до 100 %.


Установка лазерной наплавки

 

Состав установки:

  • Шкаф управления;
  • Шкаф газоподготовки
  • Питатель порошка;
  • Источник лазерного излучения;
  • Головка оптическая;
  • Охладитель источника лазерного излучения;
  • Охладитель оптики.

 

Преимущества метода:

  • Ультрадисперсная структура покрытий;
  • Минимальные тепловложения;
  • Восстановление геометрии изделий;
  • Высокий КИМ.

 

 

Оказываемые услуги по лазерным технологиям наплавки

ООО «РК Инжиниринг» всегда готово предложить свои услуги в проведении комплексных опытных и конструкторских работ с применением технологии лазерной наплавки, закалки и аддитивного выращивания.

Актуальные предложения:

  • Стационарные: в производственных условиях.
  • Выездные работы: на территории заказчика. Проектный комплекс лазерной установки под индивидуальные требования.

В комплекс мероприятий входит полное сопровождение технической документации на всех этапах выполнения работ.

Готовые решения в применении метода лазерной наплавки:

  • Восстановление и упрочнение рабочих поверхностей бурового, энергетического, нефтедобывающего оборудования и запорной арматуры;
  • Упрочнение навесного оборудования горнодобывающей, сельскохозяйственной, строительной, автомобильной техники;
  • Восстановление геометрии валов и ответственных сложных изделий
  • Закалка режущего инструмента, резьбовых поверхностей, цилиндрических деталей
  • Изготовление деталей сложной формы, восстановление геометрии изношенных лопаток авиационных турбин, атомных, тепловых и гидроэлектростанций.

 

 

Примеры выполненных работ

 

1) Восcтановление геометрии крышки насоса для перекачки жидкости балластных танков

 

Среда: жидкость с абразивными частицами (до 6%).

Проблема: коррозионно-абразивный износ.

 

Решение: Проведение наплавки с последующим упрочнением слоем карбида вольфрама методом высокоскоростного напыления и алмазная шлифовка позволили полностью восстановить деталь. Всего отремонтировано 2 детали.

 

До ремонта

После ремонта

 

2) Восстановление геометрии коленчатых валов в судостроении и авторемонте

 

Проблема:

Износ шеек коленчатых валов. Выработка ресурса,

уменьшение толщины диаметра шейки посадки вкладышей.

 

Решение:

Лазерная наплавка, напыление шеек для повышения ресурса и увеличение износостойкости.

 

 

Лазерная наплавка

Напыленное износостойкое покрытие  

 

3) Восстановление геометрии кулачков распределительных валов ДВС в судостроении и авторемонте

 

Проблема: 

Выработка на поверхности кулачка.

Решение:

Восстановление геометрии и упрочнение кулачков методом лазерной наплавки и последующая шлифовка в размер.

 

Механический износ

Восстановление геометрии

 

4) Восстановление геометрии вкладышей судовых и автомобильных ДВС

 

Проблема:

Износ внутренней поверхности коренных и шатунных вкладышей.

Решение:

Восстановление и упрочнение внутренней поверхности: лазерная наплавка, высокоскоростное напыление и шлифовка в размер.

 

После ремонта

Механический износ

 

5) Восстановление геометрии шеек и втулок шатунов судовых и автомобильных ДВС

 

Проблема:

Износ верхних и нижних шеек шатунов.

Решение:

Восстановление внутренних поверхностей: лазерная наплавка, высокоскоростное напыление и шлифовка в размер.

 

До восстановления

После восстановления

 

6) Восстановление геометрии крыльчатки турбины (картриджа) методом лазерной наплавки

Проблема:

Механический износ крыльчатки турбины.

Решение:

Восстановление (выращивание) и упрочнение лопастей крыльчатки.

 

Изношенные лопасти крыльчатки

Восстановленная крыльчатка турбины

 

7) Восстановление геометрии клапанов судовых и автомобильных ДВС методом лазерной наплавки

Проблема:

Износ впускных и выпускных клапанов.

Решение:

Восстановление и упрочнение юбок клапанов наплавкой и шлифовка (притирка) в размер.

 

Восстановление геометрии клапанов

Вид после восстановления

 

8) Восстановление геометрии пальцев поршня судовых и автомобильных ДВС методом лазерной наплавки

Проблема:

Механических износ поверхности пальца поршня.

Решение:

Восстановление и упрочнение наплавкой и шлифовка в размер.

 

Выработка поверхности пальца поршня

Вид после восстановления

 

9) Ремонт лопатки паровой турбины с применением технологий лазерной наплавки

 

Проблема:

Дефект, вызванный паракапельной коррозией лопатки.

Решение:

Твердосплавная наплавка на основе Стеллит 6. Зона перемешивания металла наплавки и подслоя не превышает 0,5 мм.

 

Процесс восстановления поврежденный участков

Вид ремонтного покрытия на кромке лопатки

 

10) Восстановление и упрочнение трубы контура охлаждения АЭС методом лазерной наплавки

 

Проблема:

Повышенный гидроабразивный и кавитационный износ внутренних поверхностей трубопроводов контура охлаждения АЭС.

Решение:

Восстановление изношенной поверхности наплавкой и нанесение функционального слоя с повышенными характеристиками в отношении кавитационного и гидроабразивного изнашивания.

 

Процесс лазерно-порошковой наплавки