Ang mga Tricone drill bit ay gumagana sa ilalim ng matinding kombinasyon ng abrasive wear, impact loading, friction, mataas na contact stress at drilling-fluid erosion . Samakatuwid, ang mga kritikal na ibabaw sa paligid ng cone, bearing at mga katabing functional area ay maaaring makaranas ng mabilis na pagkasira habang isinasagawa ang mahirap na operasyon sa pagbabarena.

Ang laser cladding ay nagbibigay ng isang kontroladong pamamaraan para sa paglalapat ng materyal na metal na hindi tinatablan ng pagkasira partikular sa mga rehiyong ito na may mataas na karga.

Sa halip na baguhin ang buong drill bit, pinapalakas ng localized laser cladding ang mga piling ibabaw habang binabawasan ang hindi kinakailangang init na pumapasok at konsumo ng materyal , na ginagawa itong angkop para sa parehong pagpapahusay ng bagong bahagi ng ibabaw at mga piling aplikasyon sa muling paggawa.

Bakit Nangangailangan ng Lokalisadong Proteksyon sa Ibabaw ang mga Tricone Drill Bits

Habang nagbabarena, ang mga kono ay patuloy na umiikot laban sa pormasyon habang ang bit ay napapailalim sa malaking axial load, vibration, at impact.

Depende sa pormasyon at mga kondisyon ng pagpapatakbo, ang mga ibabaw ng bahagi ay maaaring makaranas ng:

• Nakasasakit na pagsusuot
• Pagkikiskisan ng metal-sa-metal
• Pagkasuot at pagkahapdi ng malagkit
• Pagkasira ng epekto
• Erosyon ng pagbabarena-fluid
• Lokal na pagkawala ng materyal sa ibabaw
• Pinagsamang pagkasira at kalawang

Ang kalubhaan ng mga mekanismong ito ay hindi pare-pareho sa buong bahagi.

Ang ilang mga gumaganang ibabaw ay nakakaranas ng mas mataas na karga sa pakikipag-ugnayan at pagkasira kumpara sa mga nakapalibot na lugar. Dahil dito, nagiging partikular na mahalaga ang naka-target na inhinyeriya ng ibabaw.

Laser Cladding ng mga Kritikal na Lugar ng Pagsuot

Sa panahon ng laser cladding, ang metallic alloy powder ay inihahatid sa isang tumpak na kontroladong laser-generated melt pool.

Ang manipis na bahagi ng substrate at ng iniksiyong pulbos ay nagsasama-samang natutunaw, na lumilikha ng isang siksik na idinepositong patong na may metalurhikong pagbubuklod sa batayang materyal.

Para sa mga aplikasyon ng tricone bit, ang laser path ay maaaring partikular na iprograma sa paligid ng mga piling rehiyon ng pagkasira.

Ang layunin ay upang makuha ang:

Malakas na metalurhikong pagbubuklod + kontroladong pagbabanto + mataas na resistensya sa pagkasira + limitadong init na ipinapasok + tumpak na lokalisadong deposisyon.

Naiiba ito sa simpleng paglalagay ng makapal na patong sa buong bahagi. Ang proseso ay dinisenyo batay sa aktwal na mekanismo ng pagkasira at heometriya ng kritikal na bahagi.

Karaniwang mga Lugar ng Pagbabalot

Depende sa disenyo ng drill-bit at mekanismo ng pagkasira, maaaring isaalang-alang ang laser cladding para sa mga piling rehiyon tulad ng:

• Mga ibabaw na may kaugnayan sa cone na may wear
• Mga katabing ibabaw na may bearing
• Mga rehiyon ng journal at suporta
• Mga lugar na may mataas na friction contact
• Mga lokal na sona ng erosyon
• Iba pang mga ibabaw na nangangailangan ng karagdagang proteksyon laban sa pagkasira

Ang eksaktong posisyon ng cladding ay dapat matukoy mula sa drowing ng component, mga kondisyon ng pagpapatakbo, at aktwal na pattern ng pagkasira.

Para sa mga kumplikadong bahagi ng pagbabarena, dapat iwasan ang hindi kinakailangang paglalagay ng materyal. Ang materyal ay dapat na puro kung saan ang karagdagang pagganap sa ibabaw ay nagbibigay ng masusukat na halaga.

Mga Materyales ng Cladding na Lumalaban sa Pagsuot

Ang mga kobalt-based na haluang metal tulad ng Stellite 6 ay maaaring gamitin sa piling mga aplikasyon sa drilling-tool kung saan kinakailangan ang resistensya sa pagkasira, pagkagalit, at pagkasira dahil sa mataas na temperatura.

Pinagsasama ng Stellite 6 ang katigasan at medyo mahusay na tibay at karaniwang isinasaalang-alang para sa mga bahaging napapailalim sa pagguho at matinding mga kondisyon ng pagkakadikit.

Gayunpaman, ang pagpili ng haluang metal ay dapat palaging nakadepende sa aktwal na aplikasyon.

Ang iba pang mga sistemang nakabase sa cobalt, nickel o iron ay maaaring mas angkop depende sa:

• Base materyal
• Mekanismo ng pagsusuot
• Paglo-load ng epekto
• Operating temperatura
• Nakakasira na kapaligiran
• Kinakailangang katigasan
• Mga kinakailangan sa makina

Para sa matitinding kondisyon ng pagkagasgas, maaari ring suriin ang mga sistema ng hard-phase reinforced material.

Samakatuwid, ang pinakamainam na materyal ay hindi kinakailangang ang haluang metal na may pinakamataas na katigasan, kundi ang nagbibigay ng naaangkop na balanse ng resistensya sa pagkasira, tibay, resistensya sa bitak, at pagiging tugma sa metalurhiya.

Pag-init muna at Pagkontrol ng Bitak

Ang mga bahagi ng pagbabarena ay kadalasang gawa sa mga high-strength alloy steel. Kapag ang mga substrate na ito ay pinagsama sa medyo matigas na materyales sa cladding, ang thermal stress at pagbibitak ay dapat na maingat na kontrolin.

Samakatuwid, ang paunang pag-init ay maaaring maging isang mahalagang bahagi ng proseso ng laser cladding.

Sa isang representatibong aplikasyon ng tricone-bit, ang bahagi ay pinainit nang maaga sa humigit-kumulang 300°C bago idineposito gamit ang Stellite 6.

Ang halagang ito ay dapat ituring bilang isang kundisyon ng proseso na partikular sa proyekto sa halip na isang pangkalahatang parameter.

Ang naaangkop na temperatura ng preheating ay depende sa:

komposisyon ng substrate + heometriya ng bahagi + haluang metal na pang-cladding + kapal na idineposito + init na ipinasok + mga kondisyon ng paglamig.

Ang interpass temperature at post-cladding cooling strategy ay maaari ring mangailangan ng kontrol para sa mga mahigpit na kumbinasyon ng materyal.

Ang Komplikadong Heometriya ay Nangangailangan ng Kontroladong Paggalaw

Ang mga bahagi ng Tricone drill-bit ay naglalaman ng mga kurbado, hilig, at interrupted na mga ibabaw na hindi laging mapoproseso nang epektibo gamit ang simpleng linear na galaw.

Ang ulo ng cladding ay dapat magpanatili ng angkop na kaugnayan sa target na ibabaw habang nagpapatuloy ang deposition.

Depende sa heometriya ng bahagi, ang sistema ng pagproseso ay maaaring mangailangan ng koordinasyon:

• Rotary na paggalaw
• Linear na pagpoposisyon
• Interpolasyon ng maraming aksis
• Oryentasyon ng ulo ng laser
• Pagpoposisyon ng workpiece

Maaari ring idisenyo ang mga nakalaang fixture upang hawakan ang bahagi sa angkop na anggulo at magbigay ng daan patungo sa mga mahihirap na bahagi ng cladding.

Para sa ganitong uri ng aplikasyon, ang disenyo ng fixture at pagkontrol ng galaw ay mga mahalagang bahagi ng proseso ng laser cladding.

Dapat Bumuo ng mga Parameter ng Proseso sa Paligid ng Bahagi

Ang matagumpay na laser cladding ay nangangailangan ng koordinasyon ng maraming baryabol sa halip na umasa lamang sa lakas ng laser.

Kabilang sa mga mahahalagang parameter ang:

• Laser power
• Laki ng sinag
• travel speed
• Rate ng pagpapakain ng pulbos
• Pagsasanib ng track
• Kapal na idineposito
• Panasang gas
• Temperatura ng pag-init
• Temperatura sa pagitan ng daanan
• Anggulo ng saklaw ng laser

Ang mga parametrong ito ay nakakaimpluwensya sa dilution, coating geometry, metalurgical bonding, katigasan, tendensiya ng pagbitak, at init na pumapasok.

Para sa mga kagamitan sa pagbabarena, ang pagbuo ng proseso ay dapat samakatuwid magsimula sa aktwal na substrate, materyal ng cladding, at geometry ng bahagi.

Mga Pangunahing Bentahe para sa mga Bahagi ng Pagbabarena

Kapag wastong ininhinyero, ang laser cladding ay maaaring magbigay ng ilang bentahe para sa mga tricone bit at mga katulad na bahagi ng pagbabarena.

Proteksyon sa paggamit sa lugar: Ang materyal ay partikular na idinideposito sa mga kritikal na ibabaw sa halip na takpan ang buong bahagi.

Pagbubuklod ng metalurhiko: Ang idinepositong patong ay bumubuo ng isang metalurhiko na interface sa substrate.

Kontroladong pagpasok ng init: Binabawasan ng lokalisadong enerhiya ng laser ang hindi kinakailangang impluwensya ng init sa mga nakapalibot na lugar.

Kahusayan ng materyal: Ang high-performance alloy powder ay kinokonsentrate kung saan ito kinakailangan sa paggana.

Pagpapahusay ng pagganap ng ibabaw: Ang mga angkop na haluang metal ay maaaring magpahusay ng resistensya sa nakasasakit na pagkasira, pagkagalit, erosyon, at iba pang matinding mekanismo ng pagkasira ng ibabaw.

Geometrikong kakayahang umangkop: Ang CNC at multi-axis na paggalaw ay nagbibigay-daan sa pagproseso ng mga kumplikadong lugar ng pagkasira gamit ang mga kontroladong deposition path.

Pagpapatibay at Muling Paggawa ng Bagong Bahagi

Maaaring isaalang-alang ang laser cladding sa iba't ibang yugto ng lifecycle ng isang drilling component.

Para sa mga bagong bahagi , maaaring palakasin ang mga piling ibabaw na madaling masira bago gamitin upang mapabuti ang resistensya ng mga ito sa mahihirap na kondisyon ng paggamit.

Para sa mga bahaging nasira dahil sa serbisyo , maaaring gamitin ang laser cladding upang ibalik ang mga piling sirang ibabaw kapag ang pinagbabatayang bahagi ay nananatiling angkop para sa muling paggawa.

Dapat matukoy sa pamamagitan ng inspeksyon kung ang isang gamit nang bahagi ng pagbabarena ay angkop para sa pagkukumpuni bago iproseso. Ang mga bahaging may bitak sa istruktura, matinding deformasyon, o hindi katanggap-tanggap na pinsala sa substrate ay hindi dapat awtomatikong ituring na maaaring kumpunihin dahil lamang sa maaaring mailagay ang materyal sa ibabaw.

Mga Aplikasyon na Higit Pa sa Tricone Bits

Ang parehong lokalisadong prinsipyo ng surface-engineering ay maaaring mapalawak sa iba pang mga bahagi ng pagbabarena at oilfield na naapektuhan ng matinding pagkasira, kabilang ang:

• Mga bahagi ng pagbabarena ng roller-cone
• stabilizers
• Magsuot ng mga manggas
• Mga ibabaw ng kagamitan sa ilalim ng butas
• Mga bahagi ng pagkasira ng drill-string
• Iba pang mga bahagi ng oilfield na may mataas na karga

Ang bawat aplikasyon ay nangangailangan ng indibidwal na pagsusuri ng mekanismo ng pagkasira, substrate, geometry, at kapaligiran sa pagpapatakbo.

Mga Solusyon sa GREENSTONE Laser Cladding para sa mga Kagamitan sa Pagbabarena

Nagbibigay ang GREENSTONE ng mga solusyon sa proseso at kagamitan sa laser cladding para sa mga tool sa pagbabarena at iba pang mga pang-industriya na bahagi na nangangailangan ng lokalisadong pagpapahusay ng ibabaw na lumalaban sa pagkasira.

Para sa mga kumplikadong bahagi ng pagbabarena, maaaring pagsamahin ng mga solusyon ang precision powder feeding, CNC o multi-axis motion, rotary positioning at mga customized na fixture ayon sa geometry ng aktwal na workpiece.

Maaari ring isama sa pagbuo ng proseso ang pagpili ng materyal para sa cladding, estratehiya sa pagpapainit, pag-optimize ng parameter, at pagsubok ng sample bago ang pangwakas na pagsasaayos ng kagamitan.

Para sa isang proyekto ng drilling-tool laser cladding, ibigay ang drowing o mga litrato ng bahagi, base material, kinakailangang posisyon ng cladding, mekanismo ng pagkasira, ninanais na kapal ng patong, ginustong haluang metal kung tinukoy, at mga kondisyon ng pagpapatakbo . Ang mga parameter na ito ay maaaring gamitin upang suriin ang naaangkop na materyal ng cladding, diskarte sa pagproseso, at konpigurasyon ng kagamitan.