Aquest treball estudia el procés de reparació de la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic mitjançant la tecnologia de revestiment làser. Des dels aspectes del cost de manteniment, la duresa de la capa de revestiment, la força d'unió de la capa de revestiment, etc., compara exhaustivament els avantatges i desavantatges de la tecnologia de revestiment d'aliatge de coure i la tecnologia de revestiment làser a la superfície interior del cilindre i analitza les perspectives d'aplicació. de tecnologia de revestiment làser en el procés de reparació de la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic. (Paraules clau: cilindre de columna de suport hidràulic; revestiment làser del forat interior; vida útil; beneficis econòmics)

1 Introducció
En l'operació integral de mineria mecanitzada del carbó a les mines de carbó, el suport hidràulic és l'equip mecànic més utilitzat. L'ús de suport hidràulic per suportar el sostre pot millorar la seguretat de les operacions de mineria de carbó. No obstant això, les condicions de treball a les mines de carbó són pobres, i la resistència al desgast i la resistència a la corrosió dels suports hidràulics s'enfronten a grans reptes, especialment en l'ambient humit subterrani, que conté mitjans corrosius com S2, SO4'2-, HS i C1- , que causen danys corrosius a la superfície exterior del cilindre de la columna de suport i a la columna activa i, a continuació, provoquen l'oxidació i la peladura del revestiment a la superfície de la peça de treball. La superfície interior del cilindre exterior i el cilindre mitjà de la columna estan contaminades per impureses o la concentració de la relació d'emulsió no compleix l'estàndard, la qual cosa fa que la superfície interior del cilindre de la columna estigui ratllada i rovellada per formar fosses. La superfície interior del cilindre de la columna està rovellada i ratllada, cosa que afecta el segellat i el suport del suport hidràulic a la placa superior, comportant greus perills ocults per a la producció segura de les mines de carbó.

En el passat, el procés tradicional de reparació del ferro galvanitzat s'utilitzava sovint per reparar el cilindre de la columna danyat. Amb el ràpid desenvolupament de l'economia del meu país, les indústries d'alt consum d'energia i alta contaminació estan estrictament restringides i tancades per les polítiques nacionals de protecció del medi ambient. El procés de revestiment d'aliatge de coure s'ha convertit en el mètode principal per reparar la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic.

2 La importància de la investigació sobre el revestiment làser a la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic

La tecnologia de revestiment d'aliatge de coure a la superfície interior del cilindre és essencialment soldar el cable de soldadura de bronze d'alumini d'alt manganès a la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic amb un soldador elèctric. L'entrada de calor durant la soldadura és gran i la taxa de dilució és alta (generalment per sobre del 20%), cosa que pot provocar que el cilindre es deformi fàcilment. Durant el muntatge, la màniga guia i el cos del cilindre sovint no coincideixen amb la coaxialitat i no es poden instal·lar. L'índex de duresa de la capa d'aliatge de coure revestida a la superfície interior del cilindre és d'uns 180HB i la força d'unió amb el substrat és d'uns 430MPa. La capa de coure fos a la superfície interior del cilindre després de la reparació és suau i té poca resistència al desgast. En l'ús posterior, la superfície interior del cilindre encara tindrà rascades, estirades i desviacions dimensionals, que caldrà reparar de nou, donant lloc a un augment del cost de manteniment del cilindre de suport hidràulic.

el meu país no té recursos de coure i el preu del filferro de soldadura de coure ha augmentat any rere any. Per exemple, el preu del filferro de soldadura de coure era de 83.48/kg a l'octubre de 2022 i el preu ha augmentat fins a 97.23/kg el maig de 2024. A més, el preu del filferro de soldadura de coure segueix augmentant. Per tant, el preu d'utilitzar la tecnologia d'aliatge de coure de revestiment per reparar la superfície interior del cilindre és relativament elevat.

La cara de mineria totalment mecanitzada de gran alçada de mineria és una direcció de desenvolupament important de la tecnologia de la mineria del carbó. El sistema hidràulic de suport a la mineria mecanitzat de gran alçada domèstica s'està desenvolupant cap a alta pressió, gran cabal, intel·ligència, estalvi d'energia i seguretat. El diàmetre del cilindre de la columna de suport hidràulic és cada cop més gran i el procés d'aliatge de coure de revestiment ja no pot satisfer les necessitats de reparar el forat interior del cilindre de la columna de suport hidràulic. El procés de revestiment làser de la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic té les característiques d'alta força d'unió de la capa de revestiment, bona resistència al desgast, resistència a la corrosió i baix cost de manteniment. Per tant, s'espera que la tecnologia de revestiment làser de la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic substitueixi la tecnologia d'aliatge de coure de revestiment i es converteixi en el mètode principal per reparar la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic en el futur.

3 Tecnologia de revestiment làser per reparar la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic

L'equip principal per al revestiment làser de la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic és una integració del sistema d'un làser de fibra de 10,000 watts, una màquina-eina rotativa, un mecanisme de moviment de quatre eixos i un alimentador pneumàtic (gravetat) de pols. . El làser de fibra de 10,000 watts es compon d'un generador làser, un sistema de conformació de punts, un mòdul de punts, un mòdul de lents divergents, una estació d'apilament i un sistema de protecció i assecat de lents. El procés de reparació es divideix principalment en dues parts: revestiment làser de superfície interior i processament mecànic.

3.1 Revestiment làser de superfície interior
(1) Inspecció del cilindre a reparar. Els tècnics inspeccionen el cilindre a reparar. En primer lloc, inspeccionen la superfície interior del cilindre per detectar defectes com la falta de substrat, forats d'òxid i danys a la rosca del cilindre. Marquen les parts danyades i proposen una ruta de procés de reparació.
(2) Mapa de tolerància de posició del cilindre a reparar. Els tècnics mesuren el cilindre a reparar, dibuixen el dibuix de reparació i el comparen amb el dibuix de muntatge original per determinar la correcció del dibuix de reparació.
(3) Preparació abans del revestiment làser. Abans del revestiment làser del forat interior, s'ha d'avorrir la capa de fallada interna del cilindre que s'ha de reparar. Quan trobeu un punt de corrosió de pou de cànem gran, s'ha de netejar el punt de corrosió. A continuació, la fossa de cànem es solda plana i es polia amb soldadura elèctrica per complir els requisits tècnics. A continuació, la superfície de la paret interior de la peça de treball es neteja amb un agent desgreixant. El cilindre tractat a reparar es transfereix a la màquina de revestiment làser i es fixa per preparar-se per al revestiment làser del forat interior.
(4) Revestiment làser. Introduïu els paràmetres del procés, com ara la potència nominal del làser, la potència de sortida real, la velocitat d'escaneig, els paràmetres d'alimentació de pols, l'àrea de punt, el coeficient de desenfocament, la longitud d'ona, la densitat de potència, la velocitat de superposició i el gruix de la capa de revestiment a la pantalla de funcionament de la màquina de revestiment làser. Després de comprovar i confirmar la planitud de la peça, engegueu la màquina per iniciar el revestiment làser del forat interior.
(5) Inspecció i refrigeració. Un cop finalitzat el revestiment del forat interior, es comprova acuradament la qualitat del revestiment del forat interior. Si hi ha un defecte del revestiment, cal reparar-lo. Després de la confirmació, es trasllada al lloc designat per refredar-se de manera natural a temperatura ambient. Després del refredament, es transfereix al procés de processament mecànic.

3.2 Mecanitzat
El cilindre després del revestiment làser ha de ser aspre i avorrit fi i deixar una mida raonable. El cilindre compleix els requisits de tolerància dimensional i els requisits de rugositat requerits per al muntatge mitjançant rectificat i se sotmet a una inspecció de qualitat integral. Després de qualificar tots els indicadors, es pot utilitzar per al muntatge de columnes.

4 Indicadors de rendiment de la capa de revestiment làser a la superfície interior del cilindre
Valors indicadors de rendiment de la capa de revestiment làser a la superfície interior:
Gruix de la capa de revestiment: ≥ 0.5 mm;
Duresa de la capa de revestiment: 200 ~ 280HB;
Rugositat de la capa de revestiment: ≤ 0.4 μm;
Capa de revestiment i força d'unió del substrat: per sobre de 480MPa;
Prova de desgast de la sorra humida de la capa de revestiment: prova de desgast de la roda de goma de sorra humida 4.5 g/3000 voltes;
Prova d'esprai de sal neutre de la capa de revestiment: 3000 h sense òxid.

5 Comparació entre el procés de revestiment làser i el procés de fusió del coure a la superfície interior del cilindre de la columna

5.1 Comparació entre consumibles de revestiment làser i fusió de coure a la superfície interior
Per reparar la superfície interior del cilindre de la columna de suport hidràulic, el procés de revestiment d'aliatge de coure consumeix realment de 23 a 24 kg de filferro de soldadura de coure per metre quadrat, mentre que el procés de revestiment làser consumeix de 13 a 14 kg de pols d'aliatge per metre quadrat. Al mateix temps, el preu de la pols d'aliatge per al revestiment làser al mercat és inferior al del filferro de soldadura de coure. Des de la perspectiva del cost dels consumibles, el cost de manteniment del procés de revestiment làser és inferior al del procés de revestiment d'aliatge de coure.

5.2 Comparació del rendiment tècnic de la capa de revestiment
Vegeu la taula 1

6 Conclusió
L'aplicació de la tecnologia de revestiment làser per reparar la superfície del forat interior del cilindre de la columna de suport hidràulic pot millorar la resistència al desgast i la resistència a la corrosió del cilindre de la columna de suport hidràulic, millorar considerablement el rendiment general del suport hidràulic, allargar la vida útil de la columna de suport hidràulic i reduir el cost de manteniment del suport hidràulic.