abstract

Laser cladding teknolohiya, lalo na mataas na bilis ng laser cladding, ay nagpakita ng kahanga-hangang potensyal sa pagkukumpuni ng mga payat na piston rod na ginagamit sa mga hydraulic support ng minahan ng karbon. Ang mga tradisyunal na pamamaraan ng pagkukumpuni, tulad ng electroplating, ay kadalasang nagreresulta sa malaking deformation at mababang pass rate. Mataas na bilis laser cladding nag-aalok ng ilang mga bentahe, kabilang ang mababang init na pumapasok, mataas na kahusayan, at kaunting deformasyon. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng malaking benepisyo sa ekonomiya at kapaligiran, kaya isa itong mainam na pagpipilian para sa pagkukumpuni ng manipis na baras ng piston sa industriya ng pagmimina.

I. Mga Kinakailangan sa Background ng Aplikasyon at Pagkukumpuni

Mga payat na piston rod, karaniwang may sukat na humigit-kumulang φ70 mm × 1000 mm na may aspect ratio na higit sa 10:1, ay mga kritikal na bahagi sa mga hydraulic support system na ginagamit sa pagmimina ng karbon. Tradisyonal pagkukumpuni ng electroplating Ang mga pamamaraan ay kadalasang humahantong sa deformasyon, na nagiging sanhi ng pagbaluktot ng mga baras pagkatapos ng pagtanggal at nagreresulta sa pass rate ng re-electroplating na wala pang 20%. Bilang resulta, maraming piston rod ang itinatapon dahil sa labis na deformasyon, na humahantong sa pag-aaksaya ng mga mapagkukunan at pagtaas ng mga gastos.

Ipinapakita ng mga estadistika na ang industriya ng makinarya sa pagmimina ng karbon sa loob ng bansa ay nagkukumpuni ng humigit-kumulang 2 milyong slender piston rods taun-taon. Ang pagpapalit ng lahat ng mga piyesang ito ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 1.04 bilyong yuan. Sa pamamagitan ng paggamit high-speed laser cladding na teknolohiya, ang industriya ay makakatipid ng humigit-kumulang 150 yuan bawat piraso, na hahantong sa taunang pagtitipid sa gastos na humigit-kumulang 300 milyong yuan. Ito ay kumakatawan sa isang malaking bentahe sa ekonomiya para sa industriya.

II. Mga Prinsipyo at Katangian ng Teknolohiya ng High-Speed ​​Laser Cladding

Mataas na bilis ng laser cladding Ang teknolohiyang ito, na binuo ng Fraunhofer Laser Institute sa Germany, ay isang mas advanced na bersyon ng tradisyonal na laser claddingAng mga pangunahing katangian ng teknolohiyang ito ay kinabibilangan ng:

1.Mababang Input ng InitHumigit-kumulang 80% ng enerhiya ng laser ang ginagamit upang matunaw ang pulbos, na nagpapaliit sa thermal impact sa substrate, na pumipigil sa deformation.

2.Mataas na Bilis ng Pag-scanAng bilis ng pag-scan ay mula 200 hanggang 500 m/min, na humahantong sa mabilis na paglamig ng melt pool at pinong microstructure.

3.Manipis na Patong na CladdingAng kapal ng patong ay nag-iiba mula 25 hanggang 500 μm, na tinitiyak ang mataas na kalidad ng ibabaw at nagbibigay-daan sa direktang paggiling at pagpapakintab.

4.Mataas na Paggamit ng Pulbos: Ang interaksyon sa pagitan ng sinag ng laser at ng daloy ng pulbos ay nagpapahusay sa paggamit ng materyal, na nagpapabuti sa pangkalahatang kahusayan ng proseso.

Ang mga tampok na ito ay nagpapahintulot mataas na bilis ng laser cladding upang matugunan ang problema sa thermal deformation sa pagkukumpuni ng mga payat na piston rod, na nakakamit mababang deformasyon, mga pagkukumpuni na may mataas na pagganap.

III. Paghahambing sa mga Tradisyonal na Proseso ng Pagkukumpuni

Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na pamamaraan ng pagkukumpuni, mataas na bilis ng laser cladding makabuluhang binabawasan ang deformasyon ng workpiece habang pinapanatili ang mahusay na lakas ng pagkakadikit ng patong at resistensya sa pagkasira. Ginagawa nitong laser cladding isang mainam na paraan para sa tumpak na pagkukumpuni ng mga payat at manipis na dingding na bahagi, tulad ng mga payat na piston rod sa makinarya ng pagmimina.

IV. Kasalukuyang Katayuan at mga Uso sa Pag-unlad ng Teknolohiya

Teknolohiya ng high-speed laser cladding ay matagumpay na nailapat sa maraming industriya, kabilang ang karbon, metalurhiya, aerospace, at paggawa ng barko. Ang mga nangungunang institusyong pananaliksik tulad ng Fraunhofer ILT, RWTH Aachen University, at Harbin Institute of Technology ay nakagawa ng makabuluhang pag-unlad sa mga sistema ng materyal, pag-optimize ng proseso, at pagbuo ng kagamitan.

Sa kasalukuyan, mataas na bilis ng laser cladding ay naging komersyalisado para sa malalaking hydraulic support cylinder. Gayunpaman, kinakailangan ang karagdagang pag-optimize at pagpapaunlad ng kagamitan para sa malawakang pagkukumpuni ng mga bahaging sensitibo sa init, tulad ng mga payat na piston rod, upang matiyak ang mas malawakang aplikasyon.

V. Konklusyon

Teknolohiya ng high-speed laser cladding nagbibigay ng malaking benepisyo, tulad ng mababang init na pumapasok, mataas na kahusayan sa paglalagay ng cladding, at mababang pagpapapangit, kaya naman ito ay partikular na angkop para sa mataas na katumpakan na pagkukumpuni ng mga payat na piston rod. Pinapabuti ng makabagong teknolohiyang ito ang ani ng pagkukumpuni at ang tagal ng buhay ng produkto habang nag-aalok ng malaking pagtitipid sa enerhiya at pagbawas sa gastos. Bukod pa rito, nagbibigay ito ng mas environment-friendly na alternatibo sa mga tradisyonal na pamamaraan ng electroplating. Laser cladding ay may malaking pangako para sa kinabukasan ng pagkukumpuni ng makinarya sa pagmimina at may potensyal para sa mas malawak na paggamit sa iba pang mga industriya.