abstract
Ipinakikilala ng papel na ito ang mga pangunahing prinsipyo, katangian ng proseso, at mga partikular na aplikasyon ng teknolohiya ng laser cladding sa pagkukumpuni ng crankshaft ng diesel engine. Kung ihahambing ang pagkukumpuni ng pagkasira ng neck active gear shaft sa crankshaft ng G6190ZLLCZZ-3R marine diesel engine, detalyado ang buong proseso, kabilang ang pagkolekta ng datos, pagtuklas ng depekto, preheating treatment, laser cladding, thermal insulation at cooling, kasunod na machining, polishing, paglilinis, at inspeksyon ng kalidad. Nag-aalok ang teknolohiya ng laser cladding ng mga bentahe tulad ng mababang dilution rate, mataas na bonding strength, at minimal na thermal deformation, na ginagawa itong angkop para sa pagkukumpuni ng mga high-precision, high-load na bahagi tulad ng crankshafts, na may mahusay na potensyal sa ekonomiya at promosyon.

1. pagpapakilala
Ang mga makinang diesel, bilang mahusay na mga yunit ng kuryente, ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng propulsyon at pagbuo ng kuryente ng barko. Ang crankshaft ang pangunahing bahagi ng isang makinang diesel, na responsable sa pag-convert ng reciprocating motion ng piston tungo sa rotational motion, na nagpapadala ng torque sa mga accessories tulad ng fuel pump at oil pump sa pamamagitan ng active gear. Sa matagalang operasyon, ang mga crankshaft ay madaling masira, lalo na sa active gear shaft neck, na nangangailangan ng mataas na antas ng katumpakan sa pagkukumpuni at nagdudulot ng mataas na gastos. Ang laser cladding ay isang paraan ng pagbabago sa ibabaw na gumagamit ng laser beam upang matunaw ang materyal ng cladding at ang ibabaw ng substrate, na sinusundan ng mabilis na solidification upang bumuo ng isang metallurgical bond. Ang pamamaraang ito, kasama ang siksik na patong, malakas na puwersa ng bonding, at malawak na aplikasyon ng materyal, ay nagbibigay ng isang bagong paraan para sa pagkukumpuni ng crankshaft.

2. Proseso at mga Tampok ng Teknolohiya ng Laser Cladding
Mayroong dalawang uri ng proseso ng laser cladding: pre-deposited at synchronous. Ang pre-deposited na pamamaraan ay naglalagay ng materyal na cladding sa ibabaw ng substrate bago matunaw kasama ng laser, habang ang synchronous na pamamaraan ay nagpapakain sa materyal sa panahon ng laser irradiation, karaniwang sa anyong pulbos o alambre. Ang teknolohiya ay may mga sumusunod na katangian:

Mabilis na bilis ng paglamig (hanggang 10⁶ K/s), na nagtataguyod ng pagbuo ng pinong istrukturang kristal.

Mababang antas ng pagbabanto (<5%) at metalurhikong pagbubuklod sa substrate.

Minimal na init na pumapasok, na ginagawang posible upang makontrol ang deformasyon ng workpiece.

Malawak na seleksyon ng mga materyales sa cladding, na nagbibigay-daan sa cladding ng mga high-melting-point alloy sa mga low-melting-point substrate.

Malawak na hanay ng kapal ng cladding (0.2-2.0 mm), mainam para sa mga lokal na pagkukumpuni.

Madaling awtomatiko ang proseso.

3. Pagkolekta at Paunang Pagproseso ng Orihinal na Datos ng Crankshaft
Ang crankshaft na aayusin ay gawa sa materyal na QT800-2A, na may nakitang pagkasira sa active gear shaft neck (seksyon ng BC sa Figure 2). Ang panlabas na diyametro ng shaft neck ay sinukat at natuklasang lumihis mula sa karaniwang sukat (Ø1100.180.200.180.20 mm), na may hindi pantay na pagkasira. Kinumpirma ng mga inspeksyon gamit ang dye penetrant at ultrasonic na ang ibabaw ay walang mga bitak o iba pang depekto. Ang orihinal na katigasan ng shaft neck ay sinukat sa HRC43. Ang shaft neck ay ginawang Ø109.50 mm upang maalis ang mga paglihis sa bilugan at silindro, na inihahanda ito para sa cladding.

4. Proseso ng Paglalagay ng Laser Cladding

Paunang pag-initAng crankshaft ay inilalagay sa isang lathe at dahan-dahang iniikot, gamit ang isang pugon upang pantay na painitin ang lugar na kinukumpuni sa 250°C.

Pagkukumpuni ng CladdingIsang semiconductor laser ang ginagamit kasama ng iron-based alloy wire upang magsagawa ng synchronous feeding cladding. Sa proseso, tinitiyak ng mahigpit na kontrol sa temperature gradient na ang cladding layer ay metalurhikong dumidikit sa substrate, nang walang mga bitak o porosity.

Thermal InsulationPagkatapos ng cladding, ang bahaging kinukumpuni ay tinatakpan ng thermal insulation cotton at pinapanatili sa loob ng 30 minuto bago lumamig sa temperatura ng silid.

PagsukatAng laki ng leeg ng baras pagkatapos ng cladding ay humigit-kumulang Ø112.10 mm, na may kapal ng patong ng cladding na humigit-kumulang 1.3 mm at 0.95 mm ng materyal na nakalaan para sa machining. Ang katigasan ng lugar ng pagkukumpuni ay nadagdagan sa HRC47.

5. Pagmakina ng Post-Laser Cladding

machiningAng ibabaw ng cladding ay pinapakinis sa pamamagitan ng pagpihit sa Ø110.50 mm.

paggilingAng pangwakas na sukat ay giniling sa Ø110.20 mm upang matugunan ang mga kinakailangan sa pagkasya ng interference sa gear.

Pagsasaayos ng KeywayAng lapad ng keyway ay giling mula 22.7 mm hanggang 24 mm, at ang lalim ay giling mula 4.6 mm hanggang 5 mm.

Pagkalkula ng LakasBatay sa rated power ng diesel engine na 440 kW at bilis na 1300 rpm, ang torsional shear stress sa repair area ay kinalkula na 7.39 MPa, na mas mababa kaysa sa pinahihintulutang stress ng materyal na 256 MPa, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa serbisyo.

Pagpapakintab at PaglilinisAng bahaging naayos ay pinakintab gamit ang berdeng polishing paste at nililinis gamit ang detergent.

InspeksyonSinuri ang bahaging naayos gamit ang dye penetrant at ultrasonic testing, at kinumpirma nitong walang depekto.

6. Konklusyon
Ang teknolohiyang laser cladding, bilang isang mahusay at maaasahang paraan ng pagkukumpuni ng ibabaw, ay nagpapakita ng mga makabuluhang bentahe sa pagkukumpuni ng mga pangunahing bahagi tulad ng mga crankshaft. Ang papel na ito ay nagpapakita ng isang partikular na kaso ng pagkukumpuni na nagpapatunay sa bisa ng teknolohiya sa pagpapanumbalik ng mga sukat at pagpapahusay ng mga katangian ng ibabaw, habang ito rin ay matipid. Sa pag-unlad ng teknolohiyang laser, ang aplikasyon nito sa pagkukumpuni at paggawa ng barko ay inaasahang lalawak nang malaki.