激光熔覆（Laser Cladding）是一種表面改性技術，也稱激光包覆或激光熔敷。它是指以不同添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固形成稀釋率極低，與基體成冶金結合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素。

激光熔覆稀釋率低、組織致密、涂層與基體結合好，使用可靠。就目前激光熔覆的應用來看，其主要用在三個方面：一是材料表面改性，如汽輪機葉片、軋輥等；二是零件修復，如風電主軸、行星架、行星輪等；三是快速原型制造，即利用金屬粉末逐層燒結疊加，快速制造出模型。我司主要應用在風電零件的修復上，圖1為采用激光熔覆法修復行星架軸頸。

圖1 激光熔覆法修復行星架軸頸

風電零件如主軸、轉架等在維修過程中經常發(fā)現(xiàn)拉毛或磨損嚴重，如不進行維修無法繼續(xù)使用，在采用激光熔覆法修復之前，多數零件都按報廢處理。2014年底，我司首次采用激光熔覆法對行星輪內孔進行修復并上天運行，至今已近四年，除此之外，主軸、行星架（球鐵件）、高速軸都已成熟使用該項技術進行修復，并且已上天使用超過兩年，未有一例因此出現(xiàn)問題。我司采用該項特種修復技術后，大大提高了零件的二次利用率，減少了維修成本，并縮短了齒輪箱維修周期。

激光熔覆法修復零件工藝過程簡單、

可靠，零件修復工藝如下：

1、對零件修復位置進行疲勞層去除，一般需進行局部打磨或車削，此過程對零件表面粗糙度無特殊要求；

2、根據零件材料特性進行預熱處理，防止出現(xiàn)裂紋等缺陷；

3、對預熱后的零件進行激光熔覆，一般可熔覆3~4mm，如果對修復位置硬度要求較高，熔覆厚度可能會相對降低，因為熔覆層越厚、硬度越高，在不經過熱處理的情況下，大面積熔覆容易出現(xiàn)裂紋等缺陷。熔覆后的零件如圖2所示。

圖2 激光熔覆后的行星架軸頸

4、熔覆后進行去應力退火以及著色探傷，保證零件經過激光熔覆后無缺陷。

5、對熔覆層進行機加工，達到圖紙尺寸要求。

對激光熔覆后的零件軸頸進行機加工，如圖3所示。

圖 3 機加工后的行星架軸頸

作者：吳佳 高級工程師

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