對于曲軸的修復，若采用等離子噴涂修復。涂層和基體的結(jié)合強度不夠，回裝后，可能影響設備的安全運行。而采用表面堆焊的方法修復，很難保證修復層的耐磨性和基體不產(chǎn)生裂紋。鑒于這些情況，采用激光熔覆工藝修復成為首選的可行方案。采用激光熔覆修復，首先應該了解工件失效原因、工件材質(zhì)、先前的熱處理狀態(tài)、熔覆位置尺寸和形狀、熔覆的工藝和性能要求等；在此基礎(chǔ)上確定修復方案，包括修復前機加工方法、工藝過程中工件溫度控制、熔覆后熱處理方法、熔覆焊材、送粉方法、激光掃描方式、激光功率、掃描速度、光斑大小、單層熔覆厚度、機加工余量控制等。

具體修復實例

　　2011 年1 月，煉油廠重整芳烴車間有一根曲軸，急需修復。該曲軸工作時，由于油內(nèi)進入雜質(zhì)，導致其中一個軸頸位置嚴重磨損，急需修復。曲軸材質(zhì)為45# 鍛件，材料鍛造后經(jīng)過回火、正火熱處理，材料硬度為HB162-187，修復部位曲拐與回轉(zhuǎn)中心線之間的平行度要求小于0.03 mm ，曲拐圓柱度要求小于0.014 mm，曲拐中軸線與工件回轉(zhuǎn)中心線偏心位置度要求在140±0.2 mm。曲拐修復后主要尺寸精度應達到259.9 mm 至259.84 mm。表面粗糙度應小于0.08 mm。修復部位曲拐總長度為150 mm。同時要求激光熔覆時候必須避開曲拐連接部位圓弧倒角5 mm，以免出現(xiàn)應力集中。

　　曲軸的激光熔覆修復工藝過程如下：

　?。?）做外觀品質(zhì)檢驗：肉眼觀察是否有明顯的銹蝕、劃傷、磕碰、補焊等現(xiàn)象；然后進行著色探傷檢查工件表面是否存在裂紋、氣孔、砂眼等缺陷；再用便攜硬度計檢測工件需熔覆位置及周邊的硬度。

　?。?）曲軸熔覆面的表面前處理。去除表面氧化層，采用手工磨削加工，再用丙酮清除表面的雜物。

　　（3）裝卡待熔覆曲軸，調(diào)整激光光路，編制熔覆程序。

　?。?）在45# 鋼的樣件上進行工藝試驗，制作激光熔覆試樣，進行硬度梯度、金相、強度試驗、耐磨、耐疲勞試驗等分析，優(yōu)化激光熔覆工藝，直到達到工藝要求。

　?。?）進行激光熔覆，在熔覆過程中的具體工藝如下：激光功率2 000 W；掃描速度220 ~ 500 mm/min；光斑大小Φ3 ~ 6 mm，合金粉末為鐵基自熔性合金粉末XS-320，送粉量8 ~ 40 g/min，搭接量：35 ~ 40 %。熔覆過程中氬氣保護熔池，送氣壓力：0.05 MPa。

　?。?）檢查激光熔覆表面的品質(zhì)，對于表面?zhèn)€別缺陷進行局部修復，檢測熔覆后尺寸，保證熔覆面加工后熔覆層厚度能夠達到要求。 

后續(xù)加工缺陷

　　用激光熔覆完成對曲軸的修復，熔覆層的厚度、平整度和曲軸熔覆時候產(chǎn)生的溫度都符合要求。但是在后續(xù)加工方面，存在一定的缺陷，在后續(xù)加工中，除了軸頸表面尺寸精度和表面粗糙度要符合技術(shù)要求外，還必須達到形位公差的要求：磨削曲軸時候，必須保證主軸頸和連桿軸頸各軸心線的同軸度及兩軸心線之間的平行度，限制曲軸半徑誤差。并保證連桿軸頸相互位置夾角的精度。因此，曲軸的磨削都是在專門的曲軸磨床上進行的，但是目前石化公司沒有這樣的設備，對于曲軸的后續(xù)加工，只能通過手工研磨的方式處理。這樣加工后的曲軸，雖然能夠使用，但是使用效果是要打一定折扣的。（7）在熔覆完成后，用石棉布對熔覆后的表面進行保溫，讓工件緩冷以減小殘余熱應力。在加工過程中，隨時觀察熔覆狀況，包括熔覆層厚度、平整度、搭接率、工件溫度、反射光位置等，控制熔覆的加工節(jié)奏。熔覆完成后，肉眼觀察熔覆層是否有高點、低洼點或咬邊等現(xiàn)象，著色探傷熔覆層表面是否存在裂紋缺陷，便攜硬度計初步檢測熔覆層的硬度，檢測工件的尺寸精度和位置精度，均符合要求。最后將熔覆完成后的工件用手工打磨的方式達到工件最終尺寸精度和光潔度等要求。該曲軸回裝完成后，達到使用要求。

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