摘要：針對(duì)機(jī)械裝備修復(fù)技術(shù)，本文闡述了激光再制造技術(shù)概念及激光再制造系統(tǒng)構(gòu)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(cè)系統(tǒng)。展示了30層連續(xù)熔敷后的組織形貌，說(shuō)明組織和硬度都比較均勻，并介紹了若干激光修復(fù)工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。
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   引 言 B?=R= p  
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    改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)外大批的高精尖設(shè)備引入我國(guó)，許多重大工程裝備造價(jià)十分昂貴，一旦出現(xiàn)損壞，使生產(chǎn)線中斷。特別是進(jìn)口設(shè)備，缺少備件，臨時(shí)引進(jìn)不僅價(jià)格昂貴，而且時(shí)間緊迫，不能保證及時(shí)生產(chǎn)，將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，開(kāi)展重大裝備修復(fù)，發(fā)展快速、高效、精密的修復(fù)技術(shù)不僅具有廣闊的市場(chǎng)需求，而且具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 s_IFl5D]  
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    常規(guī)修復(fù)技術(shù)的種類(lèi)很多，每種技術(shù)有其擅長(zhǎng)之處，也有應(yīng)用的局限性，而精密可控成形再制造的修復(fù)技術(shù)已成為重要發(fā)展方向。 y 2> 93m  
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    近年來(lái)，國(guó)際上誕生了一門(mén)新興技術(shù)—再制造技術(shù)（Refabricating Technology）。與以往修復(fù)技術(shù)不同，再制造技術(shù)是一種全新概念的先進(jìn)修復(fù)技術(shù)，它集先進(jìn)高能束技術(shù)、先進(jìn)數(shù)控和計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、光電檢測(cè)控制技術(shù)為一體，不僅能使損壞的零件恢復(fù)原有或近形尺寸，而且性能達(dá)到或超過(guò)原基材水平。由此形成了一門(mén)新的光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、材料綜合交叉的先進(jìn)制造技術(shù)。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(yīng)用實(shí)例。 c-XO}\?  
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    1、激光再制造系統(tǒng)構(gòu)成 BNCM{}e  
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    激光再制造技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)是激光熔敷。激光熔敷原本是一種表面強(qiáng)化技術(shù)，它不涉及零件精確成形問(wèn)題。以激光熔敷為修復(fù)技術(shù)平臺(tái)，加上現(xiàn)代先進(jìn)制造、快速原形等技術(shù)理念，則發(fā)展成為激光再制造技術(shù)。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(jì)算機(jī)數(shù)控）控制激光頭、送粉嘴和機(jī)床按指定空間軌跡運(yùn)動(dòng)，光束與粉末同步輸送，形成1支金屬筆，在修復(fù)部位逐層熔敷，最后生成與原型零件近形的三維實(shí)體。 B]G2P`sN  
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    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。 NeY*l  
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    光學(xué)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(méi)有裂紋等產(chǎn)生。 5.{=Op!  
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    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(dá)90%，載氣式僅30%～40%。在進(jìn)行二維以下運(yùn)動(dòng)修復(fù)時(shí)，采用非載氣式送粉可節(jié)省粉末，從而降低使用成本。 e&VC}%m  
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    從光束與粉嘴相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系來(lái)看，可分為一維、二維及三維修復(fù)。 9m$"B*&6G  
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    紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)： Bam.B6-  
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    在激光熔敷修復(fù)過(guò)程中，由于多層疊加，熔層表面溫度會(huì)隨高度增加而增加，在尖角處也會(huì)引起熱量陡增。必須對(duì)熔池溫度面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將測(cè)溫結(jié)果反饋給激光器和數(shù)控機(jī)床，控制激光器功率輸出以及CNC機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度，以保持熔池溫度穩(wěn)定。其測(cè)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(dǎo)ET，一部分用于與環(huán)境對(duì)流Ec，即： `D[O\ VE  
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    EA=Ep+ER+ET+EC B.5+!z&7  
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    根據(jù)黑體輻射定律和為維恩位移定律：λmT=2897.8μm·K，其中λm為光譜輻射極大值對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，T為絕對(duì)溫度（K）。由此而進(jìn)行雙波長(zhǎng)比色紅外測(cè)溫。采用雙波長(zhǎng)比色測(cè)溫計(jì)，測(cè)溫范圍400～2000℃，精度系數(shù)±1%。 ?g+3 URpK  
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    2、激光再制造與熱噴涂冶金組織比較 @iuX~QA[9  
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