Tradicionalna tehnologija galvanizacije hidravličnih nosilcev ima močno desorpcijo kroma na površini, kratko življenjsko dobo po popravilu in dolg čas galvanizacije. Preučujemo postopek in tehnologijo popravila hidravličnih nosilcev ter predlagamo hiter postopek popravila hidravličnih nosilcev, ki temelji na ... laserska obloga Predlagana je tehnologija. Ključne tehnologije laserska obloga so analizirani, YAG laser pa je izbran za uporabo in odpravljanje napak na kraju samem, analiziran pa je tudi učinek popravila laserskega oblaganja hidravličnih podpor. Rezultati kažejo, da je kakovost popravila s tehnologijo laserskega oblaganja visoka, da se izboljša površinska trdota hidravličnega nosilnega stebra, da se podaljša življenjska doba opreme, da se doseže ponovna uporaba odpadne opreme, da se prihranijo stroški nakupa hidravlične podpore in da se zmanjša stopnja onesnaženosti okolja.

Hidravlične opore v premogovnikih so pomembna mehanska oprema za podporo delovne površine premogovnikov in igrajo zelo pomembno vlogo pri zagotavljanju proizvodnje premogovnikov ter varnosti opreme in osebja. Steber je najpomembnejši nosilni element hidravlične opore v premogovnikih, ki lahko učinkovito podpira streho in steno hidravlične opore. Hidravlični oporni stebri, ki so dolgo časa izpostavljeni zunanjim vplivom, med uporabo pogosto utrpijo različne stopnje poškodb. Če je obraba površine huda, bo to neposredno vplivalo na tesnjenje hidravličnega opornega stebra in valja ter oslabilo nosilno silo. V ta namen je treba izboljšati kakovost popravila površine hidravličnega opornega stebra. Trenutno se za popravilo površinskih poškodb domačih hidravličnih opor običajno uporablja tehnologija galvanizacije, ki uporablja princip elektrolize za nanašanje plasti kovine ali zlitine na površino stebra, da se poveča površinska trdnost in odpornost proti obrabi. Premazna plast, ki nastane s tradicionalnim postopkom galvanizacije, ima kratko življenjsko dobo in površina je zelo nagnjena k odstranjevanju kroma, kar ni ugodno za kasnejša popravila. Hkrati bo tehnologija galvanizacije povzročila določeno stopnjo onesnaževanja okolja. Zato je nujno preučiti nove procesne tehnologije za izboljšanje kakovosti prevleke površine hidravličnih podpornih stebrov in drugih delov ter podaljšati življenjsko dobo hidravličnih podpor.

1 Potek procesa in ključne tehnologije tehnologija laserske obloge

1.1 Postopek tehnologije laserskega oblaganja
Pogost postopek popravila ključnih komponent hidravličnih podpor je galvanizacija. Odpornost delov hidravličnih podpornih stebrov, popravljenih z galvanizacijo, proti koroziji je šibka. Za rešitev težav tradicionalnega postopka galvanizacije je predlagan postopek popravila z laserskim oblaganjem. Tehnologija laserskega oblaganja je tehnologija popravila za izboljšanje površine, ki je bila predlagana v zadnjih letih. Izboljša odpornost proti obrabi in trdnost površine z ojačanjem površine delov. Slika 1 je diagram poteka postopka laserskega oblaganja.

Kot je prikazano na sliki 1, mora postopek laserskega oblaganja potekati v dveh korakih: predhodna priprava in oblikovanje filma. Najprej je treba pripraviti osnovni material in prah za oblaganje, nato se določi velikost prahu in na koncu se laserski žarek z določeno gostoto neposredno nanaša na površino prevleke, določena kovina se neposredno stopi v material, površinska kovina materiala za oblaganje in dela se stopi, strdi in ohladi, na koncu pa se na kovinski površini oblikuje plast metalurško vezane plasti oblaganja z določeno nizko stopnjo redčenja, kar do neke mere izboljša delovanje kovinske površine.

1.2 Ključne tehnologije in oprema za lasersko oblaganje
Tehnologija laserskega oblaganja omogoča, da se obrabno odporna prevleka zlije s podlago, prečisti zrna in tvori metastabilno fazo, odstrani nekatere škodljive faze v matrici in s tem znatno izboljša delovanje površine. Med postopkom laserskega oblaganja se oblikuje plinsko zaščitena folija, ki zagotavlja, da se kovinska površina lahko popolnoma zlije, ko je prašno barvana. Slika 2 prikazuje ključne tehnologije in opremo za lasersko oblaganje delov hidravličnih podpornih stebrov.

Kot je prikazano na sliki 2, je kovinski prah osnovni material, ki ga podajalnik prahu dovaja na štiri načine. Hkrati se visokoenergijski laserski žarek, ki ga oddaja laser, uporablja kot vir toplote, žarek pa oddaja kombinirano zrcalo za oblikovanje in fokusiranje žarka, da se prah kovinske zlitine z večjo trdnostjo, boljšo odpornostjo proti obrabi in odlično odpornostjo proti koroziji neposredno integrira v površino delov hidravličnega nosilnega stebra. Zaradi metalurške reakcije med kovinama ima prvotna kovinska površina enake lastnosti kot praškasta zlitina. Po laserskem oblaganju se odpornost proti obrabi in koroziji površine delov hidravličnega nosilnega stebra znatno izboljša, s čimer se podaljša življenjska doba hidravličnega nosilca. Celoten postopek laserskega oblaganja podpira programska oprema CAD/CAM. Za krmiljenje laserske glave in šobe za dovajanje prahu se uporablja računalniška tehnologija, kar omogoča avtomatsko krmiljenje in neprekinjeno brizganje. Med dejanskim procesom obdelave ne nastaja dim, vpliv na okolje pa je minimalen.

Trenutno v moji državi obstajata predvsem dve vrsti opreme za lasersko oblaganje: prva je CO2 laser, ki lahko doseže neprekinjeno proizvodnjo. Moč stroja za oblaganje je nad 3 kW, kar je relativno drago in ima v poznejši fazi visoke stroške vzdrževanja; druga je YAG laser, ki ima impulzno proizvodnjo z močjo 580 W. V primerjavi s prvo vrsto je cenejši in ima boljši učinek uporabe.

2 Preizkus uporabe tehnologije laserskega oblaganja pri popravilu hidravličnih podpor
Da bi preverili učinek uporabe tehnologije laserskega oblaganja pri popravilu hidravličnih podpor, je bil kot testni vzorec izbran hidravlični podporni steber, ki ga je treba popraviti v premogovniku v Shanxiju, izbran pa je bil YAG laser, izbran je bil dovajalnik prahu z metodo transporta brez prenosa plina (izkoriščenost prahu je dosegla 92 %), za pripravo prahu zlitine Fe-Cr-Nb-Mo na površini treh vrst jekla s tehnologijo plazemskega oblaganja pa so bili izbrani materiali na osnovi železa. Razmerja posameznih elementov v prahu zlitine so naslednja: Fe 28.94 %, Cr 19.13 %, Nb 5.84 % in Mo 2.76 %.

Za zagotovitev učinka oblaganja se površina substrata najprej obdela z brusnim papirjem, da se odstranijo površinske nečistoče in rja, nato pa se površina očisti in predhodno obdela z ultrazvočnim čistilnim strojem. Nato se substrat predhodno segreje, hidravlični nosilni steber pa se lasersko obloži z laserskim strojem za oblaganje, praškasta zlitina pa se z metalurško reakcijo brizga na površino substrata za oblaganje. Nastavljeni parametri za postopek oblaganja so naslednji: delovni tlak je 220 V, pretok plina je 0.84 m²/h, višina šobe je 10 mm, hitrost skeniranja je 130 mm/min, premer pike je 3 mm in moč laserskega oblaganja je 8.6 kW.

Pri izbiri različnih parametrov za lasersko oblaganje je treba upoštevati pričakovane učinke in značilnosti laserskega oblaganja. Na splošno se premer pike izbere med 2 in 4 mm. Ker večja kot je moč laserja, večja bo količina staljene kovine za oblaganje in ker je velika verjetnost, da se med tem postopkom ustvarijo pore, se za zagotovitev kakovosti po oblaganju izbere moč laserskega oblaganja 8.6 kW. Po končani nastavitvi parametrov se stroj za lasersko oblaganje zažene za lasersko oblaganje površine hidravličnega nosilnega stebra. Celoten postopek oblaganja inteligentno nadzoruje računalniški CAM. Površina hidravličnega nosilnega stebra po laserskem oblaganju je neravna in jo je treba polirati, da doseže določen sijaj. Slika 3 prikazuje prizor in učinek laserskega oblaganja hidravličnega nosilca.

Da bi preverili prednosti in učinke laserskega oblaganja, je bil izveden preizkus trenja in obrabe površine hidravličnega podpornega stebra po laserskem oblaganju, plast prahu pa je bila uklonsko analizirana z XRD testerjem, da bi dobili uklonski spekter, prikazan na sliki 4. Kot je prikazano na sliki 4, celotna faza vsebuje martenzit in kovinski karbid, martenzit pa ima visoko trdnost ter visoko odpornost proti obrabi in koroziji.

Trdota površine obložne plasti se zazna z inteligentnim testerjem trdote, vrednosti trdote na različnih razdaljah od površine obložne plasti pa se dobijo, kot je prikazano na sliki 5.

Kot je prikazano na sliki 5, je trdota površine obložne plasti hidravličnega nosilnega stebra 1000 HV. Z naraščanjem globine obložne plasti se trdota splošna zmanjšuje. Ko je debelina obložne plasti 1800 μm, je trdota 964 HV, z naraščajočo razdaljo pa se trdota nekoliko poveča. Trdota na razdalji 3560~3980 μm od površine močno upade. V tem primeru je sprememba trdote posledica nenadnega zmanjšanja števila faz, ki jih tvorijo karbidi trdih kovin, kot so (Nb, Mo)C in VC, v odnosu do matrice na površini. Na razdalji 4000 μm od površine obložne plasti se trdota po Vickersu počasi zmanjšuje.

Preizkušena je bila trenja površine po laserskem oblaganju, rezultati preskusa trenja pa so prikazani na sliki 6. Kot je prikazano na sliki 6, se skupni koeficient trenja površine po laserskem oblaganju zmanjšuje. Pri obremenitvi 30 N je koeficient trenja 0.338, pri obremenitvi 50 N je koeficient trenja 0.309, pri kasnejši obremenitvi (od 50 N do 60 N) pa se koeficient trenja še naprej povečuje. Pri 60 N je koeficient trenja 0.316. ​​Ko pa se obremenitev še naprej povečuje, ima element Cu, ki ga vsebuje mehko tkivo površinske plasti laserskega oblaganja, določeno vlogo mazanja, kar vpliva na trenje površine, koeficient trenja pa se postopoma zmanjšuje.

Glede na terenske preizkuse se po laserskem oblaganju površine hidravličnega nosilnega stebra do neke mere izboljšata njegova površinska trdota in trenje. Površina je obdelana s tehnologijo laserskega oblaganja, pri čemer hidravlični nosilni steber v tem času ne proizvaja strupenih in škodljivih plinov ter dima. Popravilo s tradicionalnim postopkom galvanizacije se izvaja povprečno dvakrat letno. Po popravilu z laserskim oblaganjem se hidravlični nosilec na lokaciji uporablja več kot 2 leti. Stroški popravila z galvanizacijo vsakega hidravličnega nosilca znašajo približno 9 milijonov juanov. Po uporabi tehnologije laserskega oblaganja se njegova življenjska doba podaljša, povprečni letni prihranki pa znašajo približno 9 milijonov juanov. Učinek uporabe je zadovoljiv in ima veliko promocijsko vrednost ter tržne možnosti.

Zaključek 3

Glede na resno onesnaženje, kratko življenjsko dobo in visoke stroške tradicionalnega postopka galvanizacije hidravličnih podpor v premogovnikih ta članek analizira tehnologijo popravila laserskih oblog in potek postopka, preučuje in raziskuje osnovna načela in postopke popravila laserskih oblog kovinskih površin ter kot eksperimentalni raziskovalni objekt upošteva hidravlične podporne stebre, ki jih je treba popraviti v premogovnikih, in izvaja lasersko obdelavo njihovih površin. Izvedeni so bili preskusi trdote in trenja površine po laserskem oblaganju. Rezultati kažejo, da se vrednost trdote površine hidravličnega podpornega stebra znatno poveča. Z poglabljanjem globine se trdota postopoma zmanjšuje, vendar se med zmanjševanjem vrednost trdote do določene mere poveča zaradi nekaterih nečistoč v laserskem oblaganju. Trenje površine po obdelavi oblaganja se izboljša. Po uporabi na terenu se življenjska doba hidravličnega podpornega stebra, popravljenega s tehnologijo laserskega oblaganja, podaljša, kar učinkovito prihrani stroške podjetja in zmanjša vpliv na okolje.