Abstrak: Sajrone layanan lan panggunaan as, karusakan ing as utamane kalebu karusakan mikro-gerakan gesekan ing tembok njero sajrone proses perakitan, karusakan sing terus-terusan lan peeling sawise erosi lan karat dening endapan, karusakan kesel sing disebabake puteran. mbukak mlengkung sak operasi, lan karusakan lumahing kanggo poros sak proses pengawasan lan unloading, kang bakal nimbulaké poros bakal scrapped amarga Gagal lumahing. Kanggo nanggepi masalah kasebut, bubuk baja paduan CRRC-SP-13 sing dikembangake dening CRRC Research Institute dipilih kanggo nindakake perawatan cladding laser ing poros EA1N sing rusak, lan rencana proses cladding laser sing rinci dirumusake kanggo ngontrol proses perbaikan poros kanthi strictly. telung aspek: sadurunge cladding, sak cladding, lan sawise cladding. Asil nuduhake yen poros duwe efek apik sawise perawatan cladding laser, lan ora ana cacat anyar kayata pori-pori lan inklusi slag. Rampung sukses riset proses cladding laser ing poros EA1N nduweni makna praktis sing gedhe kanggo ndawakake umur layanan poros lan nyuda tingkat kethokan poros.
Kata Kunci: poros EA1N; remanufacturing; lapisan laser; bubuk baja paduan

1 Pambuka

Saiki, kanthi pangembangan industri transit rel domestik sing kuat, peralatan transit rel wis entuk produksi kanthi mandiri lan gedhe. Nanging, kepiye industri transit rel bisa entuk pangembangan ijo lan rendah karbon minangka proposisi anyar sing disedhiyakake dening masyarakat kanggo kabeh buruh industri peralatan transit. Pangembangan ijo lan kurang karbon minangka syarat sing ora bisa ditindakake kanggo negara kasebut kanggo mbangun sistem manufaktur ijo, ngetutake dalan pangembangan peradaban ekologis, lan entuk "puncak karbon lan netralitas karbon", lan "teknologi remanufacturing lan ndandani" minangka salah sawijining sing paling penting. cara efektif kanggo entuk daur ulang sumber daya. "Teknologi Remanufacturing lan ndandani" bisa ngluwihi rantai siklus urip lengkap produk (manufaktur, nggunakake, scrapping, remanufacturing, nggunakake maneh, lan scrapping), ngluwihi umur layanan produk, nambah kinerja technical produk lan nilai tambah, lan nyedhiyani informasi kanggo produk. desain, modifikasi lan pangopènan. Pungkasan, siklus urip lengkap produk bisa rampung kanthi biaya paling murah lan konsumsi sumber daya paling sithik, lan nilai potensial produk bisa maksimal, sing nduweni keuntungan ekonomi lan sosial sing dhuwur banget. Mulane, penting banget kanggo nindakake karya riset sing relevan ing industri transit rel lan nyadari aplikasi sing jero babagan "teknologi remanufacturing lan ndandani" ing industri manufaktur peralatan transit rel sanalika bisa.

Minangka salah sawijining komponen utama kendaraan transit sepur, as mbutuhake tenaga kerja lan sumber daya finansial sing akeh ing proses produksi. Amarga kinerja as duwe pengaruh sing signifikan ing safety kabeh kendaraan, ana syarat sing ketat banget kanggo macem-macem parameter as. Nanging, nalika instalasi lan njabut as, iku kudu ono sing bumps, galur lan masalah liyane bakal kelakon, kang ndadekake jumlah poros scrapped dhuwur kabeh babak taun, nyebabake losses ekonomi gedhe. Figure 1 minangka gambar fisik mundur lan galur poros. Ing wektu iki, yen "teknologi perbaikan remanufacturing" ditrapake kanggo ndandani as, tingkat kethokan poros bisa dikurangi banget. Antarane wong-wong mau, teknologi laser cladding minangka aplikasi khas "teknologi perbaikan remanufacturing".

Riset manca babagan teknologi perbaikan lapisan laser poros diwiwiti awal. Ing 2013, SOODI et al. digunakake komersial 420 stainless steel lan bubuk 17CrMoV5 kanggo ndandani spesimen poros notched. Tes kelelahan rotary mlengkung dikonfirmasi yen bubuk CRMoVe duweni efek perbaikan sing luwih apik. Nanging, cacat anyar kayata pori-pori sing diasilake sajrone proses ndandani nyebabake dispersi asil eksperimen mundhak.

Ing bidang industri transit rel domestik, akeh anak perusahaan CRRC, kayata CRRC Sifang Co., Ltd., CRRC Qiji Co., Ltd., lan CRRC Shijiazhuang Co., Ltd., wis nindakake riset babagan aplikasi remanufacturing. teknologi. Qi Xiansheng et al. [7] ngusulake kemungkinan ndandani cladding laser poros EA4T. Ing 2020, Hou Youzhong et al. [8] Qingdao Sifang Co., Ltd. nggunakake baja poros CRH380A / AL EMU EA4T minangka matriks lan paduan NiCrMo minangka bahan aditif, lan nggunakake metode proses cladding laser Milih kanggo ndandani lan evaluasi proses. Asil nuduhake yen efek cladding laser apik.

Amarga kasunyatan manawa riset babagan proses cladding laser saka poros EA1N ing omah lan ing luar negeri ora cukup sampurna, lan volume kethokan taunan poros EA1N gedhe banget, makalah iki nganakake riset babagan proses cladding laser saka poros EA1N, ngarahake kanggo ngluwihi umur layanan saka EA1N as lan nyuda tingkat kethokan.

2 Karakteristik lan kaluwihan teknologi ndandani aditif laser

Jiang Jibin et al. diterangake prinsip kerja bubuk laser cladding. Miturut integrasi sirah injeksi bubuk lan kepala kerja laser, metode pakan bubuk dipérang dadi cara pakan bubuk koaksial lan cara pakan bubuk lateral. Diposaken aditif laser saka poros kudu nganggo cara dipakani bubuk coaxial. Gambar 2 lan Gambar 3 yaiku diagram komposisi sistem aditif laser lan diagram skematis aditif laser.

Teknologi perbaikan arus utama saiki yaiku teknologi perbaikan aditif laser, teknologi perbaikan las lan teknologi perbaikan semprotan termal. Dibandhingake karo teknologi ndandani las lan teknologi ndandani semprotan termal, teknologi ndandani aditif laser nduweni kaluwihan ing ngisor iki.

(1) Kapadhetan energi dhuwur Sinar laser nduweni karakteristik Kapadhetan energi dhuwur, input panas kurang, lan zona panas-kena pengaruh cilik, sing, impact termal ing landasan cilik. Amarga Kapadhetan energi dhuwur lan wektu panas cendhak, kaku ampas antarane lapisan repair lan landasan cilik.

(2) Kekuwatan dhuwur saka lapisan ndandani Lapisan ndandani nduweni kapadhetan dhuwur, lan ana ikatan metalurgi antarane lapisan ndandani lan landasan. Tingkat pengenceran kurang lan kekuatan ikatan dhuwur. Bisa digunakake kanggo ndandani bagean ing kahanan mbukak abot.

(3) Dhuwur keluwesan repair Bisa entuk gedhe-kekandelan lan gedhe-wilayah laser cladding ing lumahing workpiece, nyukupi syarat repair lumahing bagean poros saka macem-macem ukuran lan wangun, lan éling "cedhak-net-wangun" remanufacturing saka wilayah sing dipilih saka bagean risak, karo sangu Processing sakteruse cilik.

3 Rencana proses

Makalah iki njupuk gandar lokomotif listrik HXD2 sing wis ditingkatake teknologi minangka conto kanggo verifikasi. Komposisi kimia spesifik lan syarat kinerja utama baja paduan poros EA1N ditampilake ing Tabel 1 lan Tabel 2.

Kanggo ngatasi masalah cladding laser poros EA1N, bubuk baja paduan CRRC-SP-13 sing dikembangake dening CRRC Research Institute dipilih kanggo cladding laser poros EA1N. Telung aspek pre-cladding, proses cladding lan perawatan post-cladding dikontrol. Proses cladding laser poros spesifik ditampilake ing Gambar 4.

3.1 Preparation sadurunge cladding

(1) Perawatan bubuk Adhedhasar asil eksperimen sadurunge, miturut komposisi lan syarat kinerja baja paduan EA1N, bubuk baja paduan kanthi ukuran partikel 53-150μm dipilih kanggo cladding laser. Sadurunge cladding, wêdakakêna kudu sieved karo 80-bolong sieve bubuk (aperture watara 178μm) kanggo mesthekake yen ana impurities lan wêdakakêna agglomerated ing wêdakakêna, lan banjur pepe ing open vakum pangatusan ing 80 ℃ kanggo 30 menit. .

(2) Machining kanggo mbusak cacat Kanggo mbusak cacat lumahing jog rodha poros, posisi kudu machined. Operasi mesin kudu netepi prinsip ing ngisor iki:
1) Adhedhasar survey sadurunge lan asil statistik, total ambane nglereni mesin kudu luwih saka utawa witjaksono kanggo 95% saka ambane cacat.
2) Kanggo bagean siji, kursi rodha poros sawise mesin dijamin tanpa cacat.
3) Senajan morfologi cacat saben poros beda, kabeh as model siji kudu nuduhake pesawat saka tata cara mesin. Adhedhasar prinsip ing ndhuwur, kabeh lumahing kursi rodha saka poros seragam diuripake lan diameteripun suda dening 2mm. Ora ana syarat khusus kanggo kekasaran mesin.
(3) Perawatan lumahing poros Amarga ana polutan kayata nglereni cairan lan lenga anti-karat ing permukaan poros sawise mesin, poros kudu rusted lan degreased kanggo njamin kualitas perbaikan permukaan cladding laser. Pisanan, priksa kanthi visual poros sing bakal didandani, lan gunakake gilingan sudut kanggo tlatah lan mbusak bagian sing karat. Ing wektu sing padha, mesthekake yen proses mecah ora nimbulaké tandha mecah sing jero banget utawa duwe pinggiran tajem ing lumahing, lan ora ngrusak bagean unrepaired. Sawise nggiling, ngukur diameteripun bagean sing bakal didandani, lan nggunakake alkohol kanggo ngresiki kabeh lumahing kanggo didandani kanggo mbusak reregetan lenga ampas. Sawise ngresiki, aja ngubungi permukaan sing bakal didandani maneh supaya ora kontaminasi sekunder.

3.2 Laser cladding ndandani

(1) Peralatan lan paramèter proses laser cladding Adhedhasar data akumulasi sadurunge lan karakteristik materi poros, paramèter proses cladding laser sing wis diverifikasi digunakake kanggo nindakake ndandani cladding laser saka cacat lumahing poros. Sampeyan kudu nyatet sing, considering beda antarane hardware beda, paramèter proses diwatesi kanggo nggunakake aditif laser repair darmabakti platform eksperimen. Parameter peralatan lan proses tartamtu ditampilake ing Tabel 3.

(2) Laser cladding path planning Ngelingi sing poros kanggo didandani iku lumahing silinder prasaja, minangka ditampilake ing Figure 5 (bagean abang), jalur laser cladding wis ngrancang nggunakake program manual. Urutan tartamtu kaya ing ngisor iki:

1) Mulai cladding saka pojok area repair poros, nggunakake strategi cladding conventional saka baris spiral siji.

2) Sawise ndandani menyang pinggiran njero wilayah abang, nindakake cladding tambahan 1 nganti 2 bunderan kanggo mesthekake yen ora ana area sing ora kejawab.

3) Sawise bagean abang wis klambi, nindakake pinggiran cladding ing pojok paling njaba saka poros lan sudhut ing loro-lorone saka keyway. Ing wektu iki, sirah cladding bisa diiringake kanthi tepat kanggo mesthekake yen ora ana daging sing ilang sajrone mesin.
4) Sawise cladding siji-lapisan rampung, kabeh lapisan cladding wis polesan karo gilingan amba kanggo roto-roto mbusak bagean lumahing ora rata lan mulihake luster logam saka lumahing. Ambane grinding kira-kira 0.3 mm.
5) Sawise polishing rampung, 4 langkah sadurunge diulang nganti cladding lapisan kapindho rampung. Ing wektu iki, kudu mesthekake yen diameter sawise cladding paling sethithik 2mm luwih gedhe tinimbang diameter asli. Nalika cladding lapisan kapindho, iku kudu mesthekake yen trek cladding ndhuwur lan ngisor staggered.

3.3 Perawatan sawise cladding

(1) Perawatan panas lokal Sawise ndandani aditif laser rampung, poros kasebut diobati kanthi panas. Ngelingi syarat skenario aplikasi pangopènan ing situs, miturut premis kanggo mesthekake yen input panas nyebabake karusakan termal paling sethithik ing landasan, lengen pemanasan khusus dipilih kanggo nindakake perawatan panas ing lingkungan udara. Suhu pemanasan yaiku 500 ~ 550 ℃, lan wektu insulasi yaiku 2 ~ 3h. Sajrone proses pemanasan lan pendinginan, bagean pemanasan dibungkus nganggo katun insulasi panas kanggo nambah kacepetan pemanasan lan nyuda kacepetan pendinginan. Sajrone proses pemanasan, imager termal digunakake kanggo ngawasi suhu kanggo mesthekake yen suhu pemanasan akurat.
(2) Pengujian nondestructive saka bagean sing didandani saka lapisan cladding Kanggo mesthekake kualitas ndandani lapisan cladding, sesuai karo standar GB / T 18851.1-2012 "Pengujian Nondestructive Pengujian Penetrant Part 1: Prinsip Umum", penetrants neon lan lampu cahya ireng digunakake kanggo nindakake testing nondestructive saka bagean didandani. Sawise deteksi cacat, penetrant wis sakabeheng mati karo banyu resik, lan bagean cepet pepe kanggo nyegah teyeng.
(3) Test atose bagean didandani saka lapisan cladding Lumahing lapisan cladding wis entheng polesan karo gilingan amba kanggo mbentuk bidang padhang saka ing paling 1 cm2. Kekerasan struktur cladding diukur lan diajukake nggunakake panguji kekerasan ultrasonik.
(4) Kemasan kanggo nyegah karat lan karat Poros sing didandani diresiki lan ditandhani sadurunge kemasan, lan perawatan anti-karat lan anti-karat ditindakake. Banjur dibungkus lan disegel ing tas plastik netral sing kuwat lan ora bisa ditembus.

4 Verifikasi eksperimental

Njupuk gandar lokomotif listrik HXD2 kanggo perbaikan teknis minangka conto, kanthi nyiapake set as tes rampung, gandar lapisan laser karya preparation iki digawa metu miturut axle laser proses cladding ndhuwur, lan perawatan wêdakakêna, mesin jog wheel kanggo mbusak cacat, aman teyeng poros lan aman lenga rampung; banjur paramèter peralatan lan proses ditemtokake, lan jalur cladding laser direncanakake. Figure 6 punika gambar fisik saka cladding laser poros. Sawise cladding laser poros wis rampung, poros iki ngalami perawatan panas lokal, testing non-destruktif saka cladding didandani bagean, lan atose testing bagean cladding didandani. Asil kasebut nuduhake yen efek cladding laser apik, lan ora ana cacat anyar kayata pori-pori lan inklusi slag sing diasilake sawise ndandani.

Saiki, pangolahan poros kelongsong laser, deteksi stres residual, tes non-destruktif lan tes pers wheelset wis ditindakake, kabeh wis nyukupi syarat standar sing cocog. Figure 7 lan Figure 8 gambar nyata poros sawise cladding laser lan wheelset gambar test press, mungguh. Nduweni efek tartamtu kanggo verifikasi kinerja poros remanufactured laser cladding, lan kanthi efektif bisa nyegah kacilakan safety utama sing disebabake dening poros sing didandani sawise digunakake.

5 Kesimpulan

Ngarahake masalah metode proses cladding laser poros sing ora sampurna lan kurang riset babagan proses cladding laser poros EA1N, kertas iki milih bubuk baja paduan CRRC-SP-13 sing dikembangake dening CRRC Research Institute kanggo cladding laser poros EA1N, lan ngontrol telung aspek pra-cladding, proses cladding lan perawatan post-cladding. Asil nuduhake yen efek cladding laser poros apik banget, lan ora ana cacat anyar kayata pori-pori lan inklusi slag sing diasilake sawise ndandani. Panaliten babagan proses cladding laser poros EA1N wis kasil rampung. Verifikasi aplikasi teknik kanggo ndandani poros saiki lagi ditindakake, lan asil tes iki uga menehi dhasar teoretis kanggo pangembangan proses perbaikan poros sabanjure.