激光熔覆焊在機(jī)械零部件修復(fù)上的應(yīng)用

王洪波

（南京科技職業(yè)學(xué)院，南京 210048）

隨著人類的進(jìn)步和科技的發(fā)展，激光熔覆焊技術(shù)經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)用，相關(guān)基礎(chǔ)理論逐漸趨于成熟，該技術(shù)在生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用，在近年來受到業(yè)內(nèi)外人士的廣泛關(guān)注，相關(guān)技術(shù)現(xiàn)已涉及日常的機(jī)械維修活動(dòng)的正常進(jìn)行、國家機(jī)械生產(chǎn)安全等各方面的發(fā)展。著眼于我國當(dāng)下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)，激光熔覆焊技術(shù)雖然受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注，且相關(guān)技術(shù)水平也有了較大提升，但在實(shí)際應(yīng)用中仍有一些問題亟待相關(guān)專家學(xué)者解決。

1 激光熔覆焊技術(shù)在機(jī)械零部件修復(fù)工作中的應(yīng)用簡介

一個(gè)完整的機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要有若干個(gè)機(jī)械零件共同參與，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，都有可能導(dǎo)致最終工作出現(xiàn)紕漏，所以，在器械正常使用過程中，相關(guān)元器件的質(zhì)量檢修以及故障排除工作，就顯得尤為重要。激光熔覆焊技術(shù)就是一種較常見的部件修復(fù)方法，下面作者就以這兩方面為重點(diǎn)進(jìn)行簡要分析。

1.1 機(jī)械零部件修復(fù)方法簡介

針對(duì)我國時(shí)下的機(jī)械零部件修復(fù)方法進(jìn)行深入研究，可以發(fā)現(xiàn)相關(guān)的技術(shù)經(jīng)歷了傳統(tǒng)到現(xiàn)代逐漸演化的過程。傳統(tǒng)機(jī)械零部件修復(fù)方法由于受到技術(shù)理論的限制，所以相關(guān)技術(shù)方法也較為單一，一般采用的都是普通焊接法，對(duì)出現(xiàn)故障的機(jī)械零部件進(jìn)行修復(fù)，這種方法在使用過程中，雖然具有操作簡便的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但其弊端也較明顯，傳統(tǒng)修復(fù)方法在進(jìn)展過程中受到環(huán)境因素以及操作人員個(gè)人的影響較大，所以，修復(fù)后的零部件，在后續(xù)使用過程中的質(zhì)量難以保證，這就在無形之中增加了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)[1]。正因?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)械零部件修復(fù)方法在使用過程中有較明顯的弊端，所以，眾多研究學(xué)者針對(duì)這一問題進(jìn)行了較深入研究，激光熔覆焊技術(shù)、真空釬焊、等離子體熔覆修復(fù)等方法，逐漸出現(xiàn)在人們視野中，并且經(jīng)過近年來的試驗(yàn)性應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛。激光熔覆焊技術(shù)在機(jī)器人發(fā)展中，由于其適應(yīng)能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，具有極強(qiáng)的耐熱、耐腐蝕等特性，更是成為機(jī)械零部件修復(fù)工作的代表性技術(shù)[2]。

1.2 激光熔覆焊技術(shù)簡介

激光熔覆技術(shù)顧名思義，就是將用于焊接的材料在溶解的情況下，經(jīng)過迅速冷卻，將焊接物質(zhì)覆蓋到有損的機(jī)械元器件之上，實(shí)現(xiàn)對(duì)受損元器件的修復(fù)。該技術(shù)從發(fā)展到現(xiàn)在，在行業(yè)內(nèi)部有著較廣泛的應(yīng)用，究其原因，主要是由于激光熔覆焊技術(shù)有以下的優(yōu)勢(shì)。首先相對(duì)于傳統(tǒng)熔焊技術(shù)，激光熔覆焊技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于作業(yè)范圍較小，熱量輸入也就較少，這就使其能耗低，進(jìn)而降低了實(shí)際使用成本，節(jié)約相應(yīng)的機(jī)械零部件修復(fù)資金；其次相對(duì)于傳統(tǒng)的熔焊技術(shù)而言，激光熔焊技術(shù)在應(yīng)用過程中有更廣闊的應(yīng)用范圍，在一些較精密的元器件之中，由于傳統(tǒng)熔焊技術(shù)的熱影響區(qū)較大，導(dǎo)致相關(guān)的技術(shù)在應(yīng)用的過程中具有較大局限性，激光熔覆焊技術(shù)打破了這一傳統(tǒng)技術(shù)的限制，熱影響區(qū)較小的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其在精密元器件的修復(fù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；最后，激光熔焊技術(shù)在時(shí)下仍處于不斷改革發(fā)展的階段，所以，相對(duì)于傳統(tǒng)技法而言，其有著更廣闊的研究前景，容易與時(shí)下較新穎的智能化及自動(dòng)化技術(shù)相融合?？偠灾す馊酆讣夹g(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)而言，打破了許許多多技術(shù)理論限制，更適用于時(shí)下的機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)，且相關(guān)技術(shù)在時(shí)下仍處于不斷更新階段，這就為相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展提供了一個(gè)光明的發(fā)展前景[3]。

2 激光熔覆焊技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片修復(fù)工作中的應(yīng)用

激光熔覆焊技術(shù)在醫(yī)療工作中的應(yīng)用發(fā)展至今已相當(dāng)成熟，有一套完整的理論體系和分類方式。下面筆者就以激光熔覆焊技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片修復(fù)工作中的應(yīng)用為例，對(duì)該技術(shù)做出較詳細(xì)的解讀。

2.1 傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)簡介

由于航天器發(fā)動(dòng)機(jī)葉片屬于高精度元器件，所以，傳統(tǒng)焊接技術(shù)并不能在這一領(lǐng)域應(yīng)用，在激光熔覆焊技術(shù)出現(xiàn)前，相關(guān)工作人員一般采用的修復(fù)方法都是定向凝固鎳基高溫合金。但在使用過程中，相關(guān)工作人員相繼發(fā)現(xiàn)了一些工作弊端，嚴(yán)重影響了修復(fù)工作質(zhì)量[4]。首先，定向凝固鎳基高溫合金技術(shù)在使用過程中完整性不能保證，用于出現(xiàn)局部缺陷的情況，如被修復(fù)后的意見容易出現(xiàn)疏松情況，使用質(zhì)量以及使用壽命都大大降低；其次，該方法在實(shí)際路況中，能耗問題也不能得到有效解決，這就無形中增加了修復(fù)工作的成本，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)修復(fù)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片比購買一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片更加昂貴的尷尬情況。

2.2 激光熔覆焊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在正常工作過程中，需要與高速轉(zhuǎn)子緊密結(jié)合，通過一系列元器件之間的緊密配合，實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)子與葉片之間的能量傳遞，最終達(dá)到整個(gè)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的工作目的。所以，在正常工作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工作環(huán)境較惡劣，不僅需要承受較大的慣性力作用，而且需要承擔(dān)較大的氣動(dòng)力，此外，還需要在高腐蝕的環(huán)境中長時(shí)間工作。較為復(fù)雜的工作環(huán)境導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在工作過程中極易出現(xiàn)故障，而航天器發(fā)動(dòng)機(jī)葉片一旦出現(xiàn)故障，為了整個(gè)航天器的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)工作人員必須對(duì)這一故障進(jìn)行排查，繼而對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)。前文提到，傳統(tǒng)的修復(fù)方法在使用的過程中，由于受到技術(shù)限制，無論是修復(fù)效率還是修復(fù)質(zhì)量都不盡如人意。激光熔覆技術(shù)，就利用其局部加熱以及低熱量輸入的基本特征，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片修復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛，在修復(fù)過程中，工作人員僅僅需要對(duì)航天發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行局部修復(fù)工作，就可以達(dá)到預(yù)期工作目標(biāo)。

3 結(jié)語

伴隨著人類科技與應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，節(jié)能高效的思想已逐漸深入人心，社會(huì)各行各業(yè)也將這一理論視為發(fā)展的基本核心，未來社會(huì)將是一個(gè)智能社會(huì)。人們對(duì)此抱著美好憧憬的同時(shí)，政府及民間企業(yè)對(duì)其投資也十分巨大。激光熔覆焊技術(shù)在日常生活中應(yīng)用于未來機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)缪葜陵P(guān)重要的角色，是現(xiàn)代化發(fā)展的一項(xiàng)重要成果，為我們的生活提供了便利，使我們能夠在一個(gè)智能、安全的環(huán)境中快樂生活。