作为整天与键盘、纸、笔打交道的记者,来到武汉赛斐尔激光技术有限公司高约15米、长约200米、宽约40米的高大车间里体验激光熔覆技术,的确是一种全新的感受。
一个长约两米的风机轴被固定后,师傅戴上防护镜,用铁刷对破损处进行处理、调整好位置,在另一助手的配合下打开激光器。只见激光器出口处烈焰喷出,设备缓缓转动,师傅只需不时用铁刷进行清洁,半小时左右就轻松将直径约10厘米的破损处修复如初。
将破损处像3D打印一样重新修复
师傅使用的是1000瓦光纤激光器。这种激光器的输出热量非常小,修复的部件几乎不发生任何变形。
陪同记者的研发主管介绍,这项工作是该公司的核心技术之一,看似轻松,实则已将设定的指令输入电脑,烈焰喷出的是经过严格配比、混合的多种金属粉末。
激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术。它通过在基材表面添加各种熔覆材料,利用高热能激光束使之与基材表面进行熔覆,形成基材表面与合金粉末完全冶金结合为一体的熔覆层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等。
研发主管介绍,这项技术需要用设备对破损部件进行检测、探伤,看内部结构是否有改变,然后将“疲劳层”去掉,最后用激光熔覆技术将破损处像3D打印一样重新修复。对于重要部件,他们要通过逆向测绘、大数据分析等多种技术手段,进行尺寸还原,再进行理化分析,有的还需要进行光谱分析。他们的光谱分析仪,可进行碳、硅、锰、磷、硫、镍等20多种元素的分析。这种精细的分析技术,目前居于世界领先水平。他们进行的“金相显微组织分析”,可放大到500倍。
对每个元素、特征、含量等分析透彻,才能进行合金粉末的配比。他们根据客户的需求,在抗冲刷、耐腐蚀、耐磨等方面,将激光器编程、输入程序后进行激光熔覆。整个工序完成后,还要在数控加工中心进行仿形加工、打磨、抛光等。
经激光熔覆机进行激光修复和再制造的机电设备,合金强度高、使用寿命长,其性能甚至优于原品,同制造新品相比,可以实现节约成本50%、节能60%、节约原材料70%以上,减少二氧化碳排放量80%以上。