近日，首鋼機(jī)電公司工程制造團(tuán)隊(duì)和首鋼技術(shù)研究院金屬3D打印研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，成功將金屬3D打印再制造技術(shù)應(yīng)用于股份公司、京唐公司熱軋產(chǎn)線軋機(jī)牌坊窗口面修復(fù)工作，使設(shè)備使用壽命提高數(shù)倍。

　　據(jù)了解，首鋼機(jī)電公司遷安機(jī)械修理分公司工程團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直致力于激光熔敷增材制造技術(shù)的研發(fā)運(yùn)用。目前，該團(tuán)隊(duì)已將該技術(shù)推廣應(yīng)用于修復(fù)助卷輥、層流輥、西馬克液壓缸活塞桿、熱軋支撐輥軸承座、軋機(jī)牌坊、大齒輪里孔和減速機(jī)軸等多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，在為企業(yè)創(chuàng)造效益的同時(shí)，也極大地拓展了公司的業(yè)務(wù)領(lǐng)域和范圍。

　　一、激光熔敷設(shè)備及技術(shù)介紹

　　激光熔覆技術(shù)是以不同的填料方式在被涂覆基體表面上增加已選擇的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面同時(shí)熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，具有熱影響區(qū)小、稀釋率低，熔覆層晶粒度細(xì)，表面硬度高，耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)，可有效改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、抗氧化等性能。

　　我單位擁有三臺(tái)半導(dǎo)體激光熔覆設(shè)備，其中一臺(tái)3000W（德國(guó)DILAS激光器），兩臺(tái)6000W（德國(guó)Laser Line激光器），同時(shí)配備六軸全自動(dòng)機(jī)械手及工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，采用德國(guó)西門(mén)子控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外圓、內(nèi)孔、平面、立面及異型件表面的自動(dòng)激光熔覆焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化精準(zhǔn)操作，工作效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

　　二、激光熔敷應(yīng)用及成果

　　1.激光熔覆修復(fù)助卷輥

　　為了解決熱軋卷取區(qū)域助卷輥在線使用出現(xiàn)的粘鋼、銹蝕、焊道印及磨損嚴(yán)重等問(wèn)題，我單位通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，采用激光熔覆手段，對(duì)股份公司一熱軋卷取區(qū)域助卷輥進(jìn)行修復(fù)試驗(yàn)。結(jié)果表明，在線使用周期較堆焊工藝修復(fù)的助卷輥明顯提高，其中使用周期最長(zhǎng)的已達(dá)到18個(gè)月，是其他供應(yīng)商提供助卷輥使用周期的2倍以上。

　　助卷輥修復(fù)屬成熟工藝，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)，已申請(qǐng)專利，目前正在受理階段。

　　2.激光熔覆修復(fù)層流冷卻輥

　　我單位為京唐公司2250修復(fù)的層流冷卻輥，在線使用周期已達(dá)到3年零10個(gè)月（仍在線使用），原噴焊輥?zhàn)釉诰€使用周期約為2年。目前激光熔覆修復(fù)技術(shù)已達(dá)到成熟水平，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命較原工藝提高近1倍。

　　3.激光熔敷修復(fù)軋機(jī)牌坊

　　我單位從2017年開(kāi)始介入首鋼內(nèi)部熱軋牌坊在線修復(fù)領(lǐng)域，到目前為止，合計(jì)加工修復(fù)21架次。 2019年承擔(dān)了京唐熱軋3架牌坊的機(jī)械加工和激光熔覆修復(fù)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了F3、F4立面、F5底面同時(shí)熔覆，大大提高了工作效率，全部保質(zhì)保量并按工期完成了任務(wù)，得到了京唐公司熱軋作業(yè)部的一致好評(píng)。

　　通過(guò)不斷的摸索、學(xué)習(xí)，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，目前我單位專業(yè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)具備熱軋牌坊的在線修復(fù)能力。計(jì)劃2020年快速推進(jìn)股份公司牌坊在線修復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)股份公司熱軋軋機(jī)牌坊修復(fù)的首鋼化，同時(shí)推進(jìn)該技術(shù)的社會(huì)市場(chǎng)化。

　　4.激光熔敷修復(fù)西馬克液壓缸活塞桿

　　機(jī)電公司承制的西馬克扇形段項(xiàng)目，安裝過(guò)程中液壓缸缸頭螺紋存在損壞情況，造成液壓缸不能使用。通過(guò)對(duì)液壓缸結(jié)構(gòu)形式及安裝性能要求進(jìn)行了解，確定對(duì)活塞桿螺紋部位進(jìn)行激光修復(fù)，熔覆焊后按圖紙要求恢復(fù)螺紋尺寸及精度。

　　修復(fù)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)供貨廠家提供焊粉進(jìn)行熔敷試驗(yàn)及成分對(duì)比測(cè)試優(yōu)選，并對(duì)過(guò)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，所有西馬克液壓缸活塞桿全部保質(zhì)保量修復(fù)完成，并保證了安裝工期。

　　5.激光熔敷修復(fù)熱軋支撐輥軸承座

　　熱軋支撐輥軸承座是軋機(jī)輥裝配重要部件，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，內(nèi)孔及側(cè)面出現(xiàn)不同程度磨損，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)裝配條件。根據(jù)磨損位置及工件使用情況，確定采用激光熔敷方法進(jìn)行修復(fù)

　　過(guò)程中通過(guò)對(duì)激光熔敷參數(shù)進(jìn)行工藝優(yōu)化，表面熔敷效果較好，加工后全部合格，圓滿完成了軸承座的修復(fù)任務(wù)。

　　三、激光熔敷創(chuàng)造產(chǎn)值及發(fā)展方向

　　激光熔覆設(shè)備為我單位自動(dòng)化先進(jìn)設(shè)備，現(xiàn)已承接了熱軋層流冷卻區(qū)域的層流冷卻輥、精軋活套輥；熱軋卷取區(qū)域的助卷輥、機(jī)架輥、開(kāi)關(guān)輥；熱軋軋機(jī)牌坊的激光熔覆補(bǔ)償尺寸等項(xiàng)目，為我單位創(chuàng)造年產(chǎn)值800余萬(wàn)元。

　　后續(xù)我單位繼續(xù)以表面工程技術(shù)在冶金裝備、備件中的修復(fù)和再制造為切入點(diǎn)，通過(guò)與國(guó)內(nèi)標(biāo)桿廠家進(jìn)行技術(shù)對(duì)標(biāo)，提升激光熔敷修復(fù)水平。通過(guò)前期摸索，目前已掌握核心技術(shù)及操作要點(diǎn)。后續(xù)我單位將充分利用此自動(dòng)化設(shè)備，與用戶一起聯(lián)合成立研發(fā)攻關(guān)小組，推進(jìn)激光熔敷在冶金設(shè)備中的應(yīng)用。