摘要：針對機械裝備修復技術，本文闡述了
激光再制造技術概念及激光再制造系統(tǒng)構成：三維激光光束頭、三維激光涂敷系統(tǒng)、CAD/CAM軟件和控制檢測系統(tǒng)。展示了30層連續(xù)熔敷后的組織形貌，說明組織和硬度都比較均勻，并介紹了若干激光修復工業(yè)應用實例。
l6z}D; 4 m{{ 8#@g 引 言
i-E/#zni r?:xD(}Q 改革開放以來，國外大批的高精尖設備引入我國，許多重大工程裝備造價十分昂貴，一旦出現(xiàn)損壞，使生產(chǎn)線中斷。特別是進口設備，缺少備件，臨時引進不僅價格昂貴，而且時間緊迫，不能保證及時生產(chǎn)，將造成重大的經(jīng)濟損失。因此，開展重大裝備修復，發(fā)展快速、高效、精密的修復技術不僅具有廣闊的市場需求，而且具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。
`zj byY 'A)r)z {X 常規(guī)修復技術的種類很多，每種技術有其擅長之處，也有應用的局限性，而精密可控成形再制造的修復技術已成為重要發(fā)展方向。
DB>.Uf" /+g)J0u 近年來，國際上誕生了一門新興技術—再制造技術（Refabricating Technology）。與以往修復技術不同，再制造技術是一種全新概念的先進修復技術，它集先進高能束技術、先進數(shù)控和計算機技術、CAD/CAM技術、先進材料技術、光電檢測控制技術為一體，不僅能使損壞的零件恢復原有或近形尺寸，而且性能達到或超過原基材水平。由此形成了一門新的光、機、電、計算機、自動化、材料綜合交叉的先進制造技術。文中介紹了激光再制造系統(tǒng)的組成、材料選擇原則、多層熔敷后的效果及工業(yè)應用實例。
CTh!|mG %w k3&EC. 1、激光再制造系統(tǒng)構成
au~}s |# XPd@ >2 激光再制造技術的技術基礎是激光熔敷。激光熔敷原本是一種表面強化技術，它不涉及零件精確成形問題。以激光熔敷為修復技術平臺，加上現(xiàn)代先進制造、快速原形等技術理念，則發(fā)展成為激光再制造技術。它是以金屬粉末為材料，在具有零件原型的CAD/CAM軟件支持下，CNC（計算機數(shù)控）控制激光頭、送粉嘴和
機床按指定空間軌跡運動，光束與粉末同步輸送，形成1支金屬筆，在修復部位逐層熔敷，最后生成與原型零件近形的三維實體。
}n[<$*W^ ]aqg{XdGt 激光器：1～5kWCO2激光器，多模即可，或用0.4～2kWNd：YAG激光器，多模即可。
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IO 'ky 光學系統(tǒng)：采用聚焦光束和寬帶光束2種方法，寬帶光束可使熔敷表面光滑平整，而且沒有裂紋等產(chǎn)生。
G }ccf% Y>i5ubR~ 送粉器：采用載氣式或非載氣式輸送2種均可。非載氣式送粉，粉末利用率高達90%，載氣式僅30%～40%。在進行二維以下運動修復時，采用非載氣式送粉可節(jié)省粉末，從而降低使用成本。
o{I]c#W 86HK4sES 從光束與粉嘴相互運動關系來看，可分為一維、二維及三維修復。
^Z`?mNq9 aZBb@~Y 紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)：
X J{b_h#N -er8(snDQ 在激光熔敷修復過程中，由于多層疊加，熔層表面溫度會隨高度增加而增加，在尖角處也會引起熱量陡增。必須對熔池溫度面進行實時監(jiān)測，并將測溫結果反饋給激光器和
數(shù)控機床，控制激光器功率輸出以及CNC機床的運動速度，以保持熔池溫度穩(wěn)定。其測溫原理為：激光涂層吸收的能量EA，一部分用于熔化粉末Ep，一部分以熱輻射的形式向外散出ER，一部分用于熱傳導ET，一部分用于與環(huán)境對流Ec，即：
+x_9IvaW&? Z&[_8Y5j EA=Ep+ER+ET+EC
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