الملخص

الكسوة بالليزر التكنولوجيا، وخاصة كسوة ليزر عالية السرعةأظهرت هذه التقنية إمكانات ملحوظة في إصلاح قضبان المكابس الرفيعة المستخدمة في الدعامات الهيدروليكية لمناجم الفحم. غالبًا ما تؤدي طرق الإصلاح التقليدية، مثل الطلاء الكهربائي، إلى تشوه كبير وانخفاض معدلات النجاح. الكسوة بالليزر توفر هذه الطريقة العديد من المزايا، بما في ذلك انخفاض استهلاك الحرارة، والكفاءة العالية، والحد الأدنى من التشوه. كما أنها توفر فوائد اقتصادية وبيئية كبيرة، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لـ إصلاح قضيب مكبس رفيع في صناعة التعدين.

أولاً: خلفية التطبيق ومتطلبات الإصلاح

قضبان مكابس رفيعة، يبلغ قياسها عادةً حوالي φ70 ملم × 1000 ملم تُعدّ العناصر ذات نسبة العرض إلى الارتفاع التي تتجاوز 10:1 مكونات أساسية في أنظمة الدعم الهيدروليكي المستخدمة في تعدين الفحم. إصلاح الطلاء الكهربائي غالباً ما تؤدي هذه الطرق إلى تشوه قضبان المكابس، مما يتسبب في انحنائها بعد إزالة الطلاء الكهربائي، وينتج عنه معدل نجاح إعادة الطلاء الكهربائي أقل من 20%. ونتيجة لذلك، يتم التخلص من العديد من قضبان المكابس بسبب التشوه المفرط، مما يؤدي إلى هدر الموارد وزيادة التكاليف.

تشير الإحصائيات إلى أن صناعة آلات تعدين الفحم المحلية تُصلح حوالي مليوني قضيب مكبس رفيع سنويًا. تبلغ تكلفة استبدال جميع هذه الأجزاء حوالي 1.04 مليار يوان. باستخدام تقنية الكسوة بالليزر عالية السرعةوبذلك، يمكن للصناعة توفير حوالي 150 يوانًا لكل قطعة، مما يؤدي إلى توفير سنوي في التكاليف يبلغ حوالي 300 مليون يوان. وهذا يمثل ميزة اقتصادية كبيرة للصناعة.

ثانيًا: مبادئ وخصائص تقنية التكسية بالليزر عالي السرعة

كسوة الليزر عالية السرعة هذه التقنية، التي طورها معهد فراونهوفر لليزر في ألمانيا، هي نسخة متطورة من التقنية التقليدية الكسوة بالليزرتشمل الميزات الرئيسية لهذه التقنية ما يلي:

1.مدخلات حرارة منخفضة: يتم استخدام حوالي 80٪ من طاقة الليزر لصهر المسحوق، مما يقلل من التأثير الحراري على الركيزة، الأمر الذي يمنع التشوه.

2.المسح الضوئي عالي السرعةتتراوح سرعات المسح من 200 إلى 500 متر/دقيقة، مما يؤدي إلى التبريد السريع لحوض الانصهار والبنية المجهرية المحسنة.

3.التكسية الرقيقةتتراوح سماكة الطلاء من 25 إلى 500 ميكرومتر، مما يضمن جودة سطح عالية ويتيح الطحن والتلميع المباشر.

4.الاستخدام العالي للمسحوق: التفاعل بين شعاع الليزر وتدفق المسحوق يعزز استخدام المواد، مما يحسن الكفاءة الإجمالية للعملية.

هذه الميزات تسمح كسوة ليزر عالية السرعة لمعالجة مشكلة التشوه الحراري في إصلاح قضبان المكابس النحيفة، تحقيق إصلاحات منخفضة التشوه وعالية الأداء.

ثالثًا: المقارنة مع عمليات الإصلاح التقليدية

بالمقارنة مع طرق الإصلاح التقليدية، كسوة ليزر عالية السرعة يقلل بشكل كبير من تشوه قطعة العمل مع الحفاظ على قوة ربط الطلاء الممتازة ومقاومة التآكل. وهذا يجعل الكسوة بالليزر طريقة مثالية لإصلاح الأجزاء الرقيقة ذات الجدران الرقيقة بدقة، مثل قضبان المكابس الرقيقة في آلات التعدين.

رابعاً: الوضع الراهن والاتجاهات في تطوير التكنولوجيا

تقنية التكسية بالليزر عالية السرعة وقد طُبقت هذه التقنية بنجاح في العديد من الصناعات، بما في ذلك صناعات الفحم والمعادن والفضاء وبناء السفن. وقد أحرزت مؤسسات بحثية رائدة مثل معهد فراونهوفر لتكنولوجيا الليزر، وجامعة آر دبليو تي إتش آخن، ومعهد هاربين للتكنولوجيا، تقدماً ملحوظاً في أنظمة المواد، وتحسين العمليات، وتطوير المعدات.

حاليا، كسوة ليزر عالية السرعة تم تسويقها تجارياً لأسطوانات الدعم الهيدروليكية الكبيرة. ومع ذلك، يلزم إجراء المزيد من التحسينات وتطوير المعدات لإصلاح الأجزاء الحساسة للحرارة على نطاق واسع، مثل قضبان المكابس الرفيعة، لضمان تطبيقها على نطاق أوسع.

خامسا - الخلاصة

تقنية التكسية بالليزر عالية السرعة يوفر مزايا كبيرة، مثل: مدخلات حرارية منخفضة، كفاءة عالية في التكسية، و تشوه منخفضمما يجعلها مناسبة بشكل خاص لإصلاح قضبان المكابس الرفيعة بدقة عالية. تعمل هذه التقنية المتقدمة على تحسين كفاءة الإصلاح وإطالة عمر المنتج، مع توفير كبير في الطاقة وخفض التكاليف. علاوة على ذلك، فهي توفر بديلاً أكثر ملاءمة للبيئة لأساليب الطلاء الكهربائي التقليدية. الكسوة بالليزر يحمل هذا المنتج وعوداً كبيرة لمستقبل إصلاح آلات التعدين، ولديه إمكانية اعتماده على نطاق أوسع في الصناعات الأخرى.