Gainazala aldatzeko teknologia aurreratuetako bat denez, laser estaldurak goi mailako balbula produktuak aldatzeko eta konpontzeko norabide berri bat eskaintzen du, eta modu eraginkorrean konpontzen ditu gainazal aldaketen teknologi tradizionaletan dauden askapen errazaren, poroen pitzaduraren akatsen eta ekoizpen etekin baxuaren arazoak. . Artikulu honek lehenik balbulen hutsegite mota tipiko batzuk aurkezten ditu eta abantaila esanguratsuak azaltzen ditu laser estalduraren teknologia balbulen zigilatzeko gainazalak aldatzean eta hobetzean. Ondoren, balbulen industrian gainazala aldatzeko eta konpontzearen benetako eskakizunekin konbinatuta, balbula-produktuetan balbula nuklearrak, balbula balbula, tximeleta-balbulak, bola-balbulak eta ponpa-balbulak bezalako osagai gakoen laser estaldura-teknologiaren ikerketa-egoera berrikusten da. estaldura-materialen diseinuaren alderdiak, estaldura-prozesuaren optimizazioa eta simulazio estatistikoa. Azkenik, ebatzi beharreko egungo arazoak, etorkizuneko ikerketa-ildo nagusiak eta goi-mailako balbulen laser estalduraren garapen-joerak aztertu eta prospektatzen dira.

1 Sarrera

Funtsezko ekipamendu mota ezberdinen oinarrizko osagai gisa, goi-mailako balbulek funtsezko eginkizuna dute materialaren garraio-zentroan petrolioaren, petrokimikoaren, metalurgiaren, energia nuklearraren eta industria militarraren alorretan, eta ezinbestekoa dute [1-3] . Azken urteotan, balbulen industria azkar garatu da eta ekarpen garrantzitsuak egin ditu eraikuntza ekonomiko nazionalari. Txostenen arabera, ponpa eta balbulen industriako enpresa handien negozio-sarrera nagusiak 260 milioi yuanera iritsi ziren 2021ean [4]. Nire herrialdeak goi-mailako ekipamenduen fabrikazioaren lokalizazioa indar handiz sustatzen duen heinean, balbula-produktuen kalitate eta fidagarritasunerako eskakizun handiagoak planteatzen dira, eta horrek erronka eta aukera berriak ekartzen dizkie balbula-enpresei. "Hualong One" erregulatzaile nuklear lehen presio arintzeko balbulak, bigarren mailako lurrunaren isolamendu balbula nuklearrak eta China Nuclear Su Valve-k garatutako CAP1400 serieko giltza balbulek atzerriko monopolioa hautsi dute energia nuklearraren ingeniaritza gakoen teknologietan eta arrakastaz bete dute etxeko hutsunea [ 5]; Chongqing Chuanyi Control Valve-k NPS6 Class1500 kilo altuko tenperatura baxuko hotz-bola balbula garatu eta fabrikatu du GNLrako, errendimendu-adierazleetan nazioarteko maila aurreratua lortu duena eta tenperatura baxuko gailuetan sustatu eta aplika daitekeena, hala nola likidotua. gas naturala [6].

Hala ere, nire herrialdeko balbulak fabrikatzeko industria nahiko berandu garatu zen, eta maila tekniko orokorrean oraindik hutsune bat dago herrialde garatuekin, batez ere goi-mailako balbulen fidagarritasunean eta bizitzan. Balbula zigilatzeko gainazala balbula kalitateari eragiten dion faktore nagusietako bat da. Produktua zerbitzu-ingurune gogorrean dagoenean eta lan-baldintzak konplexuak eta aldagarriak direnean, oso erraza da gainazaleko kalteak jasatea korrosio, higadura eta bestelako hutsegiteen ondorioz, eta horrek ekipamenduaren zerbitzu segurua arriskuan jartzen du. Bereziki, ikatzaren industria kimikoaren eta ingeniaritza nuklearraren alorretan, balbulen baldintza zorrotzagoak ezartzen dira. Balbulen bizitza eta fidagarritasuna hobetzeko, gaur egun enpresek gainazala aldatzeko teknologiak erabiltzen dituzte, hala nola ihinztatzea [7-8], plasma-arku-estaldura [9-10] eta argon-arku-estaldura [11-12] higadura hobetzeko. produktuaren gainazaleko erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia, eta onura ekonomiko onak lortu dituzte. Huang Yusheng et al. [13] Cr3C2-NiCr estaldura prestatu zuen 30CrMo altzairuzko substratuan ihinztatze prozesu supersonikoaren bidez, zigilatzeko bola balbulen higadura erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko. Ikerketek frogatu dute estaldurak higadura-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia bikaina duela, eta substratuarekiko lotura-indarra 70 MPa gainditzen duela. Lin Zhong et al. [14] nanosegundoko laserra erabili zuen substratuaren gainazaleko mikro-hobiak kentzeko eta sugar supersonikoen ihinztaketa teknologiarekin konbinatu zuen WC-10Co-4Cr estaldura prestatzeko. Estalduraren korrosioarekiko erresistentzia % 31.98 inguru hobetu zen gainazaleko leunketarekin edo hareaz egindakoarekin alderatuta. Xie Yuanfeng et al. [15] Plasma gainazaleko teknologia aplikatu zuen metal osoz itxitako tximeleta-balbulen gainazalean gogortzeko, produktuaren azaleraren eraginkortasuna eta kalitatea hobetzeko. Arku-azalera tradizionalarekin alderatuta, ekoizpen kostu orokorra % 50 murriztu zen. Goi-mailako fabrikazio industriaren garapen azkarrarekin, errendimendu handiko balbulen produktuen eskaera gero eta premiazkoagoa da. Aplikazio-eszenatoki konplexuei aurre egitean, lehendik dagoen gainazala aldatzeko teknologia gero eta zailagoa da ekoizpen- eta fabrikazio-eskakizunak betetzea. "Prozesatzeko tresna unibertsala" gisa, laser prozesatzeko teknologia materialaren gainazala aldatzeko erabil daiteke, goi mailako balbula produktuak aldatzeko eta konpontzeko aukera berri bat eskainiz.

Laser estalduraren teknologia gainazala aldatzeko teknologia aurreratu bat da, energia berdea aurreztea, hobetzea eta birmanufaktzea bezalako abantailak dituena[16]. Gainazala aldatzeko egungo teknologiaren urruntze errazaren, porositate handiko eta deformazio handiaren arazoak ebatzi ditzake, eta errendimenduaren hobekuntza, bizitza luzatzeko eta goi mailako balbulen konponketa beharrak ase ditzake. Paper honek balbularen gainazaleko hutsegite ohiko hainbat forma aurkezten ditu eta balbulen industrian gainazala aldatzeko benetako beharrak konbinatzen ditu. Balbulen industrian laser cladding teknologiaren ikerketaren aurrerapena laburbiltzen du hiru alderditatik: estaldura-materialen diseinua, prozesuaren optimizazioa eta simulazio estatistikoa. Azkenik, etorkizunari begira dago.

2 Balbula hutsegite formak

Balbulek hutsegite mota desberdinak izango dituzte zerbitzuan zehar, hau da, balbulak ezin du bete esperotako funtzioa erabileran zehar egiturazko kalteengatik[17]. Balbulen ohiko hutsegite fenomenoen eta ezaugarrien arabera, haien hutsegite-formak isurketa-porrota, higadura-porrota, korrosio-porrota, haustura-porrota eta abarretan banatu daitezke, 1. Irudian erakusten den bezala. , hauskortasuna, nekea eta estresaren korrosioa balbula piezen. Balbula-gorputzean maiz gertatzen da hutsegite mota hau, eta horien artean zurtoin haustura da ohikoena. Balbula zigilatzeko gainazalean isurketak, higadurak eta korrosioa bezalako hutsegite-formak gertatzen dira sarritan. Esate baterako, balbula zigilatzeko gainazalaren eta balbularen eserlekuaren arteko kontaktu txikiegia, zigilatzeko gainazaleko zirrikitu fluidoaren abiadura handiko higadurak eragindakoa, talka eta marruskadura errepikatua balbula eserlekuaren eta balbularen nukleoaren artean eta interferentzia-kontaktua. balbula-eserlekuak eta balbula-zurtoinak zigilatzeko presioa-erlazioa murriztea eraginez balbula zigilatzeko gainazalaren porrota ekar dezakete. Horien artean, higadura-porrota eta korrosio-porrota dira balbula zigilatzeko gainazaleko kalteen bi modu ohikoenak.

2.1 Higadura huts egitea

Higadura-hutsegitea, oro har, balbula-produktuak behin eta berriz kontaktuan jartzen dituen partikula solidoekin eta fluidoekin zerbitzuan zehar, higadura eragiten du, balbula osagaien gainazaleko egoera aldatzen da eta jatorrizko funtzioa galtzen da [18]. Higadura hutsegite formak bi kategoriatan bana daitezke: higadura korrosiboa eta higadura urratzailea. Higadura korrosiboak balbula zerbitzuan zehar komunikabide korrosiboen ondorioz fluxu-kanalaren egitura suntsitzen den porrotaren formari egiten dio erreferentzia. Sarritan gertatzen da fluxua igarotzen duten osagaietan (buldegailua, ponpa-gorputza, etab.), hodiaren barruko horman eta zigilatzeko bikotean. Balbulen higadura urratzailea isurtzen den ertainean partikula solido ugari egoteak eragiten du, eta balbularen barruko gainazala behin eta berriz garbitu eta kolpatzen du fluxuan, azkenean balbularen hutsegitea eraginez. Higadura hutsegitearen kausa nagusiak hauek dira: zerbitzu-ingurunea, egitura-diseinua eta material-faktoreak. Produktuaren zerbitzu-ingurunea aldatu ezin denean, egitura optimizatzea eta materiala optimizatzea dira balbulen higadura-porrota hobetzeko neurri nagusiak.

2.2 Korrosio-hutsegitea

Korrosio-hutsegitea balbula produktua zerbitzuan dagoenean bitarteko korrosiboak eragindako hutsegite formari dagokio. Oro har, bi kategoriatan bana daiteke: korrosio galbanikoa eta zirrikituzko korrosioa [19]. Korrosio galvanikoa normalean balbula osagaien arteko metal desberdinen korrosioari egiten dio erreferentzia. Korrosio-potentzialaren diferentzia dela eta, potentzial baxuko metala azkarrago herdoiltzen da eta potentzial handiko korrosioa moteltzen da. Korrosio galvanikoa maiz gertatzen da oinarrizko materialaren bestelako materialekin soldatuta edo plakatuta dauden balbula osagaietan. Hori dela eta, balbularen hutsegite galbanikoaren forma lehenik eta behin soldatutako geruzaren edo plakatze geruzaren porrota gisa agertzen da, eta, ondoren, produktuaren eta medio korrosiboaren arteko kontaktu zuzena eragiten du, korrosio galbanikoa eraginez. Zirrikituen korrosioa balbula produktuetan hutsuneak egoteak eragindako hutsune bat da. Funtsean, zirrikituzko korrosioa hutsune oso txikietan sortutako korrosio galbaniko berezi bat da. Korrosio-porrota saihesteko, korrosioaren aurkako substratuak eta gainazaleko estaldura-tratamenduak erabili ohi dira. Korrosioaren aurkako substratuak erabiltzeak korrosioaren porrotaren arazoa zuzenean eta modu eraginkorrean konpon dezake, baina korrosioaren aurkako substratuen prezioa altua da eta oso zaila da eskala handiko aplikazioa lortzea; gainazaleko estalduraren tratamendua da gaur egun balbula-enpresek korrosioaren aurkako metodorik erabiliena. Piezaren zerbitzu-baldintzen arabera, beharrezkoak diren korrosioarekiko erresistenteak diren materialak lokalean solda daitezke, eta horrek balbularen korrosioarekiko erresistentzia asko hobetu dezake. 1. taulan balbula zigilatzeko gainazalen ohiko hutsegite-formak eta kausak erakusten dira.

Balbula-produktuetan gerta daitezkeen higadura, korrosio eta beste huts-arazoak kontuan hartuta, gainazala aldatzeko ohiko teknologiek estalduraren lotura-indar baxuaren eta piezaren deformazio handiaren desabantailak dituzte, errendimendu handiko fabrikazio-eskakizun zorrotzak betetzeko zailak direnak. balbula produktuak. Laser estaldura teknologiak berdea, eraginkortasun handiko eta automatizazio errazaren ezaugarriak ditu. Balbula gainazaleko errendimendua hobetzeko baldintzak betetzen dituen bitartean, fidagarritasun eta iraunkortasun handia ere hartzen du kontuan. Balbulen industrian gainazaleko aldaketa eta konponketa teknologia fidagarria eta potentzial handikoa bihurtu da.

3 Balbula gainazala sendotzeko eta konpontzeko laser-estalduraren aplikazioa

Laser estaldura laser prozesatzeko alorreko ordezkari tipikoa da. Piezaren gainazaleko higadura-erresistentzia, korrosio-erresistentzia eta oxidazio-erresistentzia nabarmen hobetzen ditu substratuaren gainazalean hautatutako materialen geruza bat edo gehiago gehituz. Prozesatzeko prozesua honako hau da: balbula piezen itxura eta tamainaren, gainazaleko aldaketen/konponketaren piezen eta eskakizun teknikoen arabera laser estaldura-plan bat formulatzea; laser estaldura prozesatzea; Aldatutako/konpontutako produktuak ikuskatu eta probatu, eta mekanizatu ondoren estalduraren azken konformazioa osatu[20]. Balbula gainazala aldatzeko/konpontzeko laser estaldura-teknologia erabiliz, goi-mailako balbulen produktuek errendimendu integral bikaina izan dezakete eta gainazaleko higadura-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia are gehiago hobetu.

Gaur egun, balbulen industrian laser estalduraren ikerketa-guneak estaldura-materialen diseinuan, estaldura-prozesuen optimizazioan, simulazio estatistikoan eta bide-plangintzan kontzentratzen dira batez ere. Ikerketa-lanaren erlazioa 2. irudian ageri da. Estaldura-materialen aukeraketak funtsean estaldura-geruzaren errendimendua zehazten du; estaldura-prozesuaren optimizazioak balbularen gainazalaren aldaketaren kalitatea kontrolatzen du; estatistikak eta simulazioak estaldura-geruzaren errendimendua iragartzeko eta estaldura-prozesuaren optimizaziorako orientabide teorikoa eskaintzen dute; estaldura-bideen planifikazioak balbula konplexuen laser estaldura praktikatzeko irtenbide bideragarria eskaintzen du. Balbulen industrian laser estaldura teknologiaren eskala handiko aplikazioarekin, ezinbestean eskakizun handiagoak jarriko dira estaldura-geruzaren errendimenduari. Materialen ikerketa eta garapenaren, prozesuen optimizazioaren eta simulazio estatistikoaren bidez, balbula industriarako laser cladding teknologia sistematiko bat eratuko da pixkanaka.

3.1 Estaldura-materialaren diseinua

Estaldura-materialen hautaketa eta proportzioa funtsezkoak dira estaldura-geruzaren errendimendua balbularen gainazalean[24]. Oro har, estaldura-geruzaren errendimendu-eskakizunak balbula produktuaren zerbitzu-ingurunearen araberakoak dira. Balbula mota ugari eta lan-baldintza konplexuak direla eta, estaldura-geruzaren gogortasuna, higadura-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia behar dira batez ere tenperatura eta presio handiko baldintzetan. Horien artean, estalduraren materialaren gogortasuna, higadura-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzea lor daiteke bigarren fasearen indartzearen, ale finaren indartzearen eta beste metodo batzuen bidez.

Zeramikazko partikulak eta lur arraroen oxidoak gehitzea gaur egun estaldura-materialen gogortasuna eta higadura-erresistentzia hobetzeko irtenbide bideragarria da. Li Mingzhe et al. [25] Al2O3 zeramikazko partikulak gehitu zituen Ni/Al oinarri hartuta, eta egitura findu zuen 650HV-ko gogortasuna lortzeko. Hau da, batez ere, NiCrAl/Al2O3 estaldura-geruzan Al2O3 partikula sakabanatuagoak daudelako, eta horrek marruskaduran matrizearen plastikotasuna galarazten du, matrizearen euskarri-ahalmena hobetzen du eta, beraz, estaldura-geruzaren higadura-erresistentzia hobetzen du. Liu Jia et al. [26] 2Cr3Si40Mo balbulen altzairuaren gainazalean Y10O2 lur arraroa duen tungsteno karburozko estaldura bat prestatu zuen. Lur arraroen Y2O3 gehitzeak aleak findu ditzake, urtutako igerilekua arazteko eta diluzio-tasa murrizteko, estalduraren gogortasuna eta higadura-erresistentzia nabarmen hobetuz. Horien artean, % 1 Y2O3 gehituta nikelen oinarritutako WC estalduraren batez besteko gogortasuna 1054 HV da, eta higadura mekanismoa higadura urratzailea da. Higadura-erresistentzia % 26.7 hobetzen da lur arraroak gehitu gabe nikel-oinarritutako WC estaldurarekin alderatuta.

Horrez gain, balbula nuklearren aplikazioan, kobalto elementalaren erradiazio-aktibazioa saihesteko eta balbula nuklearraren zigilatzeko gainazalaren funtzionamendu-baldintzak betetzeko, jakintsu garrantzitsuek kobaltorik gabeko aleazio-hauts ugari garatu dituzte balbula nuklearra indartzeko. zigilatzeko gainazala. Shi-hong Shi et al. [27] kobaltorik gabeko burdinazko FeCr-1 aleazio hauts bat diseinatu zuen balbula nuklearren zigilatzeko gainazalerako. Estaldurak gogortasun handiko karburo finak ditu, hala nola Fe3C, Fe5C2 eta Fe0.4Mn3.6C, eta horrela dispertsioa indartzea lortzen da. Aldi berean, karburo hauek estalduran dislokazio kopuru handia sortzen dute, disoluzio solidoa sendotzea eta bigarren fasea sendotzea eratuz. Burdinazko hauts mota honek tenperatura altuko erresistentzia, higadura erresistentzia ona eta korrosioarekiko erresistentzia ona ditu. Geyan Fu et al. [28] kobaltorik gabeko Ni-Cr oinarritutako aleazio-hautsa (Ni-3) garatu zuen kobaltorik gabeko gainazaleko estalduraren eskakizuna betetzeko. Estaldura-geruzak, batez ere, M23 (CB)6, M7C3, Ni3Al, etab. bezalako indartze faseak ditu, batez beste 500 HV-ko gogortasunarekin, eta higadura erresistentzia ona, korrosioarekiko erresistentzia ona eta tenperatura altuko erresistentzia ditu. Aiqin Xu et al. [29]-ek bi aleazio-hauts mota garatu zituen, nikel-oinarritutakoa eta burdin-oinarritutakoa, kobaltorik gabeko balbulen arabera. Nikel-oinarritutako aleazioaren errendimendua kobalto-oinarritutako aleazioarenaren ondokoa da, eta errendimendu bikaina du tenperatura altuko korrosio-ingurunean; burdinazko aleazio-estaldurak soldagarritasun ona eta higadura erresistentzia du. Kobalto-oinarritutako aleazioarekin alderatuta, burdin-oinarritutako aleazioak prezio abantaila handia du zentral nuklearren balbulen eskala handiko aplikazioan. T. Shi et al. [30] kobaltorik gabeko nikel-oinarritutako aleazio bat (Ni-SD) garatu zuen eta balbula nuklearren zigilatzeko gainazalaren gainazalaren aldaketetarako laser hutsezko estalduraren teknologia aplikatu zuen. Emaitzek erakusten dute Ni-SD estalduraren fase nagusia γ-Ni dela, baita karburo eta boruro kopuru txiki bat ere (3. irudia). Estaldura-geruzaren mikrogogortasuna 700 HV0.3 izatera irits daiteke, hau da, gaur egun balbula nuklearretan erabiltzen den kobaltoan oinarritutako Stel-lite6 (500 HV0.3) aleazio arrunta baino askoz handiagoa. Tenperatura handiko erresistentzia eta higadura erresistentzia bikaina ditu.

3.2 Laser estaldura prozesua

Laser-estaldura-prozesuaren parametroek, batez ere, laser-potentzia, hauts elikadura-tasa, eskaneatzeko abiadura, estaldura-bidea, etab. Prozesuaren parametroek zuzenean aldatuko dute laser, hauts eta substratuaren arteko elkarrekintza, azalaren morfologian eta estaldura-geruzaren mikroegituran aldaketak eraginez. , horrela estalduraren kalitateari, propietate mekanikoei eta estalduraren eraginkortasunari eraginez.

Liu Fuguang et al. [31] Stellite 6 kobaltoan oinarritutako aleazioen konponketa proba bat egin zuen balbulak zigilatzeko gainazal superkritiko potentzia termikoen unitateen tokian konpontzearen arazoa konpontzeko. Emaitzek erakutsi zuten estaldura-geruzaren gogortasuna 450 ~ 500 HV-ra iritsi zela eta giro-tenperaturan eragin-energia 40 ~ 60 J-ra iritsi zela. Konponketa-geruzak lotura metalurgiko ona zuen SA182 F91 bero-erresistentzia altzairuzko substratuarekin. Hala ere, estaldura-geruzak fusio eskasa eta poroak bezalako akatsak izateko joera zuen, beraz, estaldura-prozesuaren parametro egokiak hautatzea beharrezkoa zen. Cheng Hao et al. [32] burdin-oinarritutako hautsa erabili zuen zigilatzeko gainazaleko estaldurarako material gisa, Changqing Oilfield-eko ur-injekzio-ponpa kopuru handiak eta epe luzeko funtzionamenduak eragindako konbinazio-balbularen zigilatzeko gainazalaren maiz porrotaren arazoak konpontzeko. Estalduraren ondoren, produktuaren bizitza 0.6 aldiz baino gehiago luzatu zen, eta ekoizpen kostua % 38 baino gehiago aurreztu zen produktu berriarekin alderatuta, kostuak murriztea eta efizientzia hobetzea lortuz petrolio eremuko ur injekzio ponpen. Wu Qiang et al. [33] laser erdieroaleak erabili zituen laserz estalitako Ni oinarritutako aleazio estaldurari tximeleta-balbularen 2205 duplex altzairu herdoilgaitzaren gainazalean. Estaldura-geruzaren korrosio-tasa minimoa 3.47 × 10-5A/cm2-koa zen, eta gogortasun maximoa 680 HVkoa, hau da, substratuaren gogortasuna 2.5 aldiz baino gehiagokoa. Cui Lujun et al. [34] potentzia handiko zuntzekin akoplatutako erdieroaleen laser bat erabili zuen kobaltoan oinarritutako aleazio-estaldura anitz prestatzeko ponpa-balbularen materialaren ZG45 plaka batean. Estaldura-geruzaren batez besteko mikrogogortasuna 586.5 HV0.3-ra iritsi zen, hau da, substratuaren 2.8 aldiz baino gehiago. Estaldura-geruzaren korrosioarekiko erresistentzia nabarmen hobetu zen. Cui Gang et al. [35] kobaltoan oinarritutako tungsteno karburozko metalezko zeramikazko estaldura laserrez estali zuten 410 altzairu herdoilgaitzezko balbula-eserlekuaren substratu batean. Emaitzek erakutsi zuten 3.5 kW-ko laser potentziaren eta 100-150 mm/min-ko eskaneatzeko abiaduraren baldintzetan, gainazal eraketa eta errendimendu ona duen estaldura-geruza bat lor zitekeela. Shu-Shuo Chang et al. [36] kobaltoan oinarritutako Stellite 6 aleazioa estaltzeko laser estaldura koaxialaren prozesua erabili zuen kontrol-balbularen balbula-eserlekuaren gainazalean. Balbula-eserlekuaren estaldura-geruzak inpaktuaren higadura-erresistentzia bikaina erakutsi zuen, hau da, inpaktuaren pitzadura-erresistentzia karga handian. Moo-Keun Song et al. [37] parametro desberdinak erabili zituzten laser-estaldura-probak egiteko itsas motorraren ihes-balbulen gainazalean. Prestatutako estaldura gradienteak ez zuen pororik eta pitzadura-akatsik izan, eta estaldura-geruzaren batez besteko gogortasuna 529 HV baino handiagoa zen. Yinping Ding et al. [38] kobalto-oinarritutako aleaziozko laser-estaldura-probak egin zituen kontrol-balbularen eserlekuaren zigilatzeko gainazalean eta % 70 Stellite 3 + % 30 Stellite 21-z osatutako estaldura-geruza mistoa prestatu zuen. Stellite 6-rekin alderatuta, estaldura mistoaren gogortasuna eta higadura-erresistentzia hobetu ziren, eta laser estaldura-geruzaren pitzadura-joera hobetu zen. Xingchen Lin et al. [39] hiru izpi laser iturriko estaldura metodo bat proposatu zuen altzairu herdoilgaitzezko bola balbula laser estaldura geruzaren pitzadura arazoa konpontzeko. Hiru habeak tokiko aurreberotze dinamikorako, laser-estaldurarako eta tokiko tenplaketa dinamikorako erabili ziren hurrenez hurren, eta altzairu herdoilgaitzezko bola-balbularen Ni60+WC hauts estaldura prozesatzea gauzatu zen. Estaldura-metodo tradizionalarekin alderatuta, bola-balbularen laginak ez zuen pitzadurarik eta poro-akatsik izan, 4. Irudian ikusten den moduan. 2. taula balbula ezberdinen laser estalduraren ezaugarrien taula estatistikoa da.

Balbula-egitura konplexuen laser-estaldurarako, jakintsu garrantzitsuek ibilbidearen plangintza eta I+G makina bereziak erabiliz egin dute ikerketa. Jiang Xiaoxia-k [23] hiru tximeleta-balbula eszentrikoko diskoaren zigilatze-azalera laser estaldurarako ibilbidearen plangintza-algoritmo bat diseinatu zuen, inklinatutako kono konformako aparatuaren azpian eta hiru tximeleta-balbula eszentrikoko diskoaren zigilatzeko gainazala indartzeko. Emaitzek erakusten dute sei ardatzeko robot + mahai birakarian oinarritutako laser estaldura plataformak hiru tximeleta-balbularen estaldura-prozesuaz jabetu daitezkeela. Yu Mingweik [41] erdieroaleen laser multzo bat garatu zuen, bost ardatzeko lau loturako mekanismo batekin konbinatuta, bola-balbuletarako laser estaldura prozesatzeko sistema batekin, laser estaldura prozesatzeko beharrei erantzuteko. Aldi berean, bola-balbularen mugimendu espazialaren ibilbidearen arabera, laser estalduran zehar, piezak kokatzeko algoritmoak eta programak, parametroak ezartzea, jarioaren kalkulua eta abar gauzatu ziren, horrela, laser estaldura prozesatzeko konformazio programaren kontrola gauzatuz. balbula. Kaltetutako balbula-nukleoak kalitate handiko konponketa lortzeko, Shu Linsen et al. [42] balbula-nukleoaren laser estaldura-prozesu metodo bat proposatu zuen, bide-jarreraren plangintzan eta berreraikuntza geometrikoan oinarrituta, balbula-nukleoa birmanufacturing muga-azalera eraginkortasunez jarrai dezakeena estaldurarako. Prestatutako estaldurak ez du akatsik, hala nola poroak eta pitzadurak. 5. irudia balbula-nukleoko piezaren laser-estaldura birmanufacturatzeko aurrefabrikazioaren diseinu-prozesuaren diagrama eskematiko bat da.

3.3 Estatistika eta simulazioa

Laser-estaldura-prozesua hainbat faktorek eragiten duten prozesu dinamikoa da eta aldaketa fisiko eta kimiko konplexuak dakartza. Ezaugarri honek inbertsio handia dakar laser-estalduraren ikerketan, baina eraginkortasuna oso baxua da. Hori dela eta, jakintsu garrantzitsuek estatistika- eta simulazio-metodoak erabiltzen dituzte balbula laser-estaldura-teknologiaren ikerketa-prozesua bizkortzeko.

Algoritmo estatistikoak erabiltzeak estaldura errepikakorrak probatzeko lana optimizatu dezake, saiakuntza- eta akats-kostuak murrizten ditu eta produktuen garapen-zikloen osaketa azkartu dezake. Song Shaodong et al. [43]-ek urratsez urratseko erregresioaren analisi metodoa erabili zuen cladding-prozesuaren parametroen erregresio-eredu bat ezartzeko, eta helburu anitzeko algoritmo genetiko batean oinarrituta optimizatu zuen prozesuko parametro optimoak lortzeko. Algoritmoa optimizatu ondoren, estaldura-geruzaren mikrogogortasuna % 21.7 handitu zen, estalduraren eraketa hobea izan zen eta estaldura-geruzaren kalitatea nabarmen hobetu zen. Lei Che et al. [44] laser potentzia, eskaneatzeko abiadura, hauts elikadura abiadura eta WC edukia estaldura geruzan esperimentu ortogonalen bidez aztertu zituen, eta ebaluazio metodo integral lauso bat proposatu zuen gainazal makroaren kalitatea, mikroegitura, mikrogogortasuna, higadura erresistentzia, oxidazio erresistentzia, dentsitatea barne. eta korrosioarekiko erresistentzia. Emaitzek erakusten dute laser potentzia 1.1 kW denean, eskaneatzeko abiadura 800 mm/min-koa dela, hautsaren elikadura-tasa % 20koa dela eta WC-aren edukia % 20koa dela, estalduraren gogortasuna, oxidazio erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia optimoak direla. . Jianbin Wang et al. [45] laser estalduraren prozesu-parametro optimoak algoritmo genetikoen bidez kalkulatu zituen, eta prozesu-parametroen eta balbularen errendimenduaren arteko erlazio kuantitatibo-eredu bat ezarri zuen sare neuronalaren metodoaren bidez. Parametroen kodeketaren, hasierako taldeen ezarpenaren, fitness-funtzioaren diseinuaren eta algoritmoaren kontrol-parametroen ezarpenaren bidez, balbula laser estalduraren algoritmo genetikoen kontrol-parametroen konfigurazio-eskema optimoa lortu zen.

Bero-transferentzian, laser bero-iturriaren ereduan, termoelastiko-plastikoaren teorian, fase-eremuaren teorian, etab.-en arabera, elementu finituen eredu bat ezartzen da laser estalduraren tenperatura-eremua eta tentsio-eremua simulatzeko, eta estaldura-geruzaren errendimendua aurreikusteko. benetako estaldura-esperimentuetarako erreferentzia teorikoa eman dezake. Cai Chunbo et al. [46] SYSWELD elementu finituen analisi softwarea erabili zuen atearen gainazaleko laser estalduraren prozesua zenbakiz simulatzeko, laser estalduraren tentsio-eremua eta tenperatura-eremua aztertu zituen eta laser-estaldura-esfortzuaren hondar-esfortzuaren banaketa-legea lortu zuen atearen gainazalean. Azterketak erakusten du atearen estaldura-geruzaren hondar-esfortzua pixkanaka handitzen dela z ardatzaren norabide negatiboarekin. Atearen zulo zirkularretik zenbat eta hurbilago, orduan eta trakzio-esfortzu handiagoa izango da eta pitzadura-joera nabarmen handitzen da. 6. Irudiak atearen z norabidea eta hondar-tentsioaren banaketa baliokidea erakusten ditu. Zhang Weibo-k [47] zenbakizko simulazioa erabili zuen balbula-nukleoko piezen laser estaldura-prozesua aztertzeko, balbula-nukleoko piezen tenperatura-eremuaren simulazioaz konturatu zen eta balbula-nukleoko piezaren gainazaleko estaldura-geruzaren hondar-tentsioaren balioa neurtu zuen zulo itsuaren metodoan oinarrituta. Emaitzek erakusten dute simulazio-balioa funtsean neurtutako baliotik hurbil dagoela, eta horrek benetako lan-baldintzak bete ditzake.

4 Laburpena eta aurreikuspenak

Gaur egun, nire herrialdea eta Mendebaldeko herrialdeak gero eta gehiago lehiatzen ari dira ekonomia, merkataritza, goi-mailako teknologia, etab.-en alorretan, eta goi mailako balbulen produktuen inportazio-murrizketen arazoa gero eta larriagoa da. Etxeko ordezkapena ezinbestekoa bihurtu da. Hori ikusita, gama altuko balbulak fabrikatzen dituzten etxeko enpresek eta ikerketa zientifikoko erakundeek balbula-laser-estaldurarekin lotutako ikerketa batzuk egin dituzte, batez ere balbula-estaldura-materialetan, estaldura-prozesuetan, estatistiketan eta simulazioan arreta jarriz.

(1) Balbulen estaldurako materialen ikerketak eta garapenak gogortasun handiko, tenperatura altuko erresistentzia, higadura erresistentzia bikaina eta korrosioarekiko erresistentzia ezaugarriak ditu. Estaldura-materialak faktore erabakigarriak dira goi-mailako balbulen estaldura-geruzen errendimendu integralean. Errendimendu bikaina eta prezio baxua duten materialen garapena ezinbesteko baldintza da goi-mailako balbuletan laser estalduraren teknologia eskala handian aplikatzeko. Hori dela eta, errendimendu handiko balbulen produktuen fidagarritasun handiko eta zerbitzu-bizitza handiko eskakizunak betetzeko eta goi mailako balbulen etxeko balbulen lehiakortasuna hobetzeko, gama altuko balbulen material berezietarako genoma sistema bat garatzea funtsezko ikerketa bat da. norabideak.

(2) Laser-estaldura-prozesuak balbula-estaldura-geruzen kalitatea hobetzen du, estaldura-eraginkortasuna eta egitura konplexuko balbulen estaldura-fabrikazioaz jabetzen da. Estalduraren teknologiak funtsezko eginkizuna du goi mailako balbulen fabrikazio-prozesuan. Parametroen parekatzearen eta prozesuaren optimizazioaren bidez, poroak eta pitzadurak sortzea saihesteko, ibilbidea planifikatzeko algoritmoa + makina berezia metodoa hartzen da egitura konplexuko balbulen estalduraren ekoizpena gauzatzeko. Egitura konplexuko balbulen laser estaldura puntu zaila da gaur egungo aplikazioan.

(3) Estatistikak eta simulazioak balbula laser estalduraren I+G kostua eta saiakuntza-akatsen zikloa murriztu ditzakete. Erregresio-analisian oinarritutako metodoak azkar eratu dezake estaldura-prozesuaren plan optimizatua. Ibilbideen planifikazioa eta berreraikuntza geometrikoa aplikatzeak euskarri teorikoa ezartzen du laser-estalduraren birmanufakkuntzarako. Esfortzu-eremuaren eta tenperatura-eremuaren simulazioak erreferentzia teoriko bat eskaintzen du balbulen produktuen laser-estaldurarako.

(4) Laser estalduraren teknologia balbula produktuen diseinu-prozesuan txertatu. Produktuen bizi-zikloaren kudeaketaren ikuspegitik, balbulen aldaketa, hobekuntza eta konponketa teknologia kontuan hartu behar da, egiturazko formak eta materialen hautapenak laser estalduraren teknologiaren aplikazioa mugatzen ez dezan.