-Laserverkleidungstechnologie ermöglicht es, die Leistung von Geräten während ihres gesamten Lebenszyklus zu verbessern

In den Bereichen Tunnelbau, Bergbau und schwerer Materialtransport sind Großgeräte wie Schildmaschinen, Brecher, Kohleabbaumaschinen usw. seit langem den kombinierten Auswirkungen von extremem Verschleiß, Stoßbelastungen und korrosiven Medien ausgesetzt, was zu häufigen Ausfällen von Schlüsselkomponenten und hohen Betriebs- und Wartungskosten führt. Unser Unternehmen stützt sich auf die Technologie des Laserstrahl-Auftragschweißens als Kernstück, kombiniert mit der Technologie der additiven Fertigung (AM) und der funktionalen Oberflächenverbesserung, und bietet Kunden aus dem globalen Maschinenbau eine vollständige Dienstleistungskette von der Reparatur alter Teile bis hin zur Vorverstärkung neuer Produkte, wodurch die Lebensdauer der Komponenten um das 3-8-fache erhöht und die Ausfallzeiten um mehr als 60% reduziert werden können, was den Kunden hilft, ihre Kosten zu senken und ihre Effizienz unter harten Arbeitsbedingungen zu verbessern.

Ⅰ. Analyse der Schmerzpunkte der Branche und der Anforderungen an die Kernkomponenten

1. Schildmaschinensystem

Werkzeug-/Walzenlagersitz des Messerkopfes: Abrasiver Verschleiß durch Gestein und Erde (Härte bis Mohs 7) und Schlagermüdung, was eine besonders verschleißfeste Beschichtung mit einer Oberflächenhärte ≥HRC 60 erfordert.

Schneckenfördererschaufeln: Bodenreibung und Schlammkorrosion, die eine Beschichtung mit doppelter Funktion erfordern, die verschleißfest und chloridionenbeständig ist.

Hauptantriebsdichtungsring: Hochdruck (≥10bar), der in den Schlamm eindringt und eine Reparatur der Dichtungsoberfläche sowie eine verbesserte Verschleißfestigkeit erfordert.

2. Brech- und Siebanlagen

Backenbrecher-Backenplatte/Kegelbrecherauskleidung: hohe Schlagbeanspruchung (Quarzit, Basalt), die eine Beschichtung auf Wolframkarbidbasis mit ausgezeichneter Schlagzähigkeit erfordert.

Träger des Schwingsiebs: Hochfrequente Stöße und Wechselbelastungen der Erzpartikel, die eine Verbundbeschichtung erfordern, um der Ausbreitung von Ermüdungsrissen zu widerstehen.

Prallbrecherrotor/Hammer: Der Materialaufprall mit einer linearen Geschwindigkeit von 60 m/s erfordert eine Beschichtung mit Gradientenstruktur (Oberflächenschicht mit hoher Härte + zähe Bodenschicht).

3. Maschinen für den Steinkohlenbergbau

Förderkettenrad für Kohlebergbaumaschinen mit Pick/Scraper: Die Abnutzung des Kohlenstaubs und die Korrosion in der feuchten Umgebung unter Tage erfordern eine verschleißfeste und korrosionsbeständige integrierte Beschichtung.

Hydraulische Stützsäule: Hochdruck-Emulsionskorrosion und Mikroverschleiß erfordern das Laserauftragsschweißen einer Edelstahllegierung zur Wiederherstellung der Oberflächengüte.

Ventilatorlaufrad: Korrosion durch schwefelhaltige Gase und Stauberosion erfordern eine säurebeständige (pH 2-4) Beschichtung aus einer Nickelbasislegierung.

Ⅱ. Vorteile der Laserstrahl-Auftragschweißtechnik und Materialauswahl

1. Wesentliche technische Vorteile

Hohe Haftfestigkeit: Metallurgische Haftfestigkeit ≥ 400MPa (ASTM C633), wodurch das Problem des Abplatzens der traditionellen Verkleidungsschicht vollständig gelöst wird.

Reparatur von Mikroverformungen: Wärmeeinflusszone ≤ 0,3mm, Substrattemperatur unter 200℃ zur Vermeidung von thermischer Verformung großer Strukturteile.

Zusammengesetztes funktionelles Design: unterstützt z.B. die Beschichtung “Gradientenmaterial + bionische Struktur”:

Verschleißfeste, reibungsmindernde Verbundschicht: Oberfläche WC-Co (Härte HRC 65) + mittlere Schicht NiCrBSi (selbstschmierend) + untere Schicht Inconel 625 (Ermüdungsfestigkeit).

Korrosionsbeständig-schlagzähe Verbundschicht: Hastelloy C276 (Säurekorrosionsbeständigkeit) + FeCrNiMoB (zähe Pufferschicht).

Materialsystem und Leistungsanpassung

3. Vorverstärkungsprozess für neue Produkte

Bei neu hergestellten Teilen kann das Laserstrahl-Auftragschweißen gleichzeitig die integrierte Fertigung von Substratformung und Funktionsbeschichtung realisieren:

Schildmaschine-Messerkopf-Werkzeug: Substrat 42CrMo + Beschichtung WC-12Co, Härte von HRC 25 auf HRC 65 erhöht, Grabungsdauer von 5 km auf 30 km verlängert.

Laderaumauskleidung für Bergbau-LKW: Q345 Stahlsubstrat + Verkleidung FeCrNiMoB verschleißfeste Schicht, Auswirkungen Verschleiß Lebensdauer um 5 mal erhöht, wodurch die Häufigkeit der Auskleidung ersetzen.

III. Umfassendes Dienstleistungssystem und Qualitätssicherung

1. Prozess der Dienstleistung

Diagnose von Schäden:

Einsatz von Industrieendoskopen, 3D-Scans (Genauigkeit ±0,05 mm) und Härtegradanalyse zur genauen Lokalisierung des Fehlerbereichs.

Auf der Grundlage eines KI-Algorithmus können Sie die verbleibende Lebensdauer vorhersagen und einen Bericht über die Reparaturpriorität erstellen.

Prozessgestaltung:

Passen Sie die Materialbibliothek (einschließlich 50+ Legierungspulver) und die Prozessparameter (Leistung, Pulverzufuhrrate, Scanstrategie) an.

Simulieren Sie die Morphologie des Schmelzbades und die thermische Spannungsverteilung, um die Beschichtungsstruktur zu optimieren.

Implementierung vor Ort:

Einsatz eines 6kW-20kW Faserlasers, ausgestattet mit einem Sechs-Achsen-Roboter, zum adaptiven Beschichten von gekrümmten Oberflächen (z.B. zur Reparatur der gekrümmten Oberfläche des Schneidkopfes der Schildmaschine).

Synchrone Integration des Pulverrückgewinnungssystems, und die Materialverwendungsrate beträgt ≥95%.

Nachbearbeitung und Zertifizierung:

Shot Peening: Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit der Beschichtung (ISO 1143).

Zerstörungsfreie Prüfung: Eindringprüfung (ASTM E1417), Ultraschallprüfung (EN 12680-3).

2. Zertifizierung nach internationalen Normen

Zertifizierung des Materials: Das Pulver entspricht der ASTM F3056 (Nickelbasislegierung) und der ISO 4490 (Wolframkarbid).

Prozess-Standards:

Verschleißfeste Beschichtung: ISO 18520 (Abnahmespezifikation für die Reparatur von Laserbeschichtungen).

Korrosionsbeständige Beschichtung: NACE MR0175 (Schutz vor Schwefelwasserstoffkorrosion).

IV. Globale Kooperationsfälle und Vorteile

1. Projekt zur Reparatur der nordischen Schildschneidemaschine

Problem: Granitschichten führen dazu, dass die Fräse im Durchschnitt alle 2 Kilometer ausgetauscht werden muss, was einmalig mehr als 500.000 Euro kostet.

Lösung: Laserauftragsschweißen einer WC-12Co-Beschichtung (Dicke 2,5 mm) mit einer Härte von HRC 65 und einer auf 15 km verlängerten Lebensdauer gegen Granit.

Ergebnisse: Die Gesamtkosten des Kunden für den Tunnelbau wurden um 40% gesenkt, und das Projekt wurde vom TÜV Rheinland zertifiziert.

2. Verstärkung der Backenplatte eines australischen Eisenerzbrechers

Problem: Die Backenplatte wird alle 3 Wochen ausgetauscht, und der Verlust durch Ausfallzeiten beträgt 120.000 australische Dollar pro Tag.

Lösung: Das neue Produkt ist mit einer FeCrNiMoB+WC-Gradientenbeschichtung vorbeschichtet, und die Lebensdauer bei Schlagverschleiß ist auf 6 Monate verlängert.

Ergebnisse: Jährliche Einsparungen bei den Ersatzteilkosten in Höhe von 2,8 Millionen australischen Dollar und Steigerung der Produktionseffizienz um 25%.

3. Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Kratzerförderer-Kettenrädern in südamerikanischen Kohlebergwerken

Problem: Die feuchte Umgebung unter Tage führt dazu, dass das Ritzel nach 3 Monaten rostet und klemmt.

Lösung: Laserbeschichtung mit Hastelloy C276 (Dicke 1,8 mm), Salzsprühnebel-Korrosionsbeständigkeit von mehr als 2 Jahren.

Errungenschaften: Die Anlagenverfügbarkeit wurde von 65% auf 92% erhöht, und der Investitionsrücklauf des Kunden wurde auf 8 Monate verkürzt.

V. Technologieerweiterung und Zukunftsgestaltung

Intelligente Ausrüstung: Entwicklung von KI-gesteuerten Laserauftragsschweißrobotern, die die Temperatur und Morphologie des Schmelzbades in Echtzeit überwachen, die Prozessparameter dynamisch anpassen und die Verarbeitungseffizienz um 30% verbessern.

Umweltfreundliche Herstellung: Reduzierung der Kohlenstoffemissionen um 75% und des Verbrauchs von Metallressourcen um 90% durch Reparatur und Ersatz von Neuteilen, in Übereinstimmung mit den Anforderungen der EU CE-Zertifizierung und des Kohlenstofftarifs.

Kundenspezifische F&E: Gemeinsame Entwicklung spezieller Legierungspulver mit den Kunden, wie z. B. Antihaft-Kohlebeschichtungen (Materialien mit niedriger Oberflächenenergie) und Hochtemperatur-Oxidations-Korrosions-Kopplungsbeschichtungen.

Mit innovativer Technologie und einem globalen Servicenetz helfen wir unseren Kunden, unter extremen Arbeitsbedingungen “null ungeplante Ausfallzeiten” zu erreichen und die Baumaschinenindustrie in eine effiziente und nachhaltige Zukunft zu führen.