齿轮轴激光熔覆修加工

齿轮轴激光熔覆修加工

在机械传动系统中，齿轮轴作为-心部件，承担着传递动力和运动的重要作用。长期运行过程中，齿轮轴会因磨、腐蚀、疲劳等问题导致能下甚至失，若直接换新的齿轮轴，不仅成本高昂，还可能造成设备停机时间延长，影响生产率。而激光熔覆修加工技术的出现，为齿轮轴的修提供了种高、经济且能良的解决方案。

、齿轮轴激光熔覆修加工流程

1、前期准备

在对齿轮轴进行激光熔覆修之前，先要对其进行全面的测与评估。通过超声波探、磁粉探等无测技术，准确判断齿轮轴表面的类型、程度以及内部是否存在裂纹等缺陷。同时，测量齿轮轴的关键尺寸参数，如轴颈直径、齿轮模数、齿形等，为后续修方案的制定提供依据。

根据测结果，选择合适的合粉末作为熔覆材料。合粉末的选择需要综合考虑齿轮轴的工作条件、能要求等因素。例如，对于在高磨环境下工作的齿轮轴，可选用碳化钨基合粉末，其具有高的硬度和耐磨;对于在腐蚀环境中使用的齿轮轴，则可选择镍基合粉末，它具有良好的耐腐蚀。

将齿轮轴表面进行彻底的清和预处是保熔覆质量的关键步骤。先，采用喷砂、打磨等方去除齿轮轴表面的油污、锈迹、化等杂质，使表面露出新鲜的属基。然后，对齿轮轴表面进行粗化处，如采用喷砂处，使表面形成定的粗糙度，以增加熔覆层与基之间的结合力。

2、激光熔覆操作

根据齿轮轴的结构特点和修要求，选择合适的激光熔覆设备和工艺参数。激光熔覆设备主要包括激光器、送粉系统、工作台、控制系统等。激光器的率、光直径、扫描速度，送粉系统的送粉速率等参数都会对熔覆层的质量产生重要影响。

在激光熔覆过程中，将预先制备好的合粉末通过送粉系统均匀地输送到激光束作用区域，激光束照射在合粉末和齿轮轴基表面，使合粉末和基表面薄层迅速熔化。同时，工作台带动齿轮轴按照预定的轨迹运动，使激光束在齿轮轴表面进行扫描，实现熔覆层的逐层堆积，形成所需的修层。

3、后处

激光熔覆完成后，由于熔覆层表面存在定的粗糙度，且内部可能存在残余应力，因此需要对齿轮轴进行后处。先，对熔覆层表面进行机械加工，如车削、磨削等，使其尺寸精度和表面粗糙度达到设计要求。然后，采用去应力退火等热处工艺，消除熔覆层内部的残余应力，熔覆层的组织能，提高齿轮轴的疲劳强度和使用寿。

二、齿轮轴激光熔覆修五大工艺-心势

1、评估与预处

需通过磁粉探、三维扫描等手段确认裂纹深度(通常需控制在轴径15以内)。对渗碳层完好的齿轮轴，采用喷砂+清洗的合处;存在疲劳裂纹的需先进行激光清洗去除化层，再通过窄间隙激光焊补裂纹。

2、材料系设计

对不同工况匹配粉末材料：风电齿轮轴推荐FeCrNiMoB系粉末(耐微动磨);轧机齿轮轴适用WC镍基合材料(冲击磨);某船舶传动轴案例中，采用梯度材料设计，使服役寿提升至新轴的2.3倍。

3、熔覆路径规划

齿面修需采用六轴机器人配合三维动态聚焦镜，沿齿廓向进行螺旋扫描。某进口采煤机齿轮轴的修实践表明，采用合路径，可使齿形误差控制在0.05mm/m以内。

4、在线测与质量控制

集成红外热像和CCD视觉系统，实时反馈熔道形貌。某-电齿轮轴项目通过PLD在线测技术，将气孔率控制在0.3‰以下。

5、后处工艺

熔覆后立即进行去应力退火，齿面采用超声滚压强化，可使残余应力低60，疲劳寿提升4-8倍。

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