บทคัดย่อ: ในระหว่างการใช้งานและซ่อมบำรุงเพลา ความเสียหายที่เกิดกับเพลาส่วนใหญ่ได้แก่ ความเสียหายจากการเคลื่อนที่ของแรงเสียดทานที่ผนังด้านในระหว่างขั้นตอนการประกอบ ความเสียหายต่อเนื่องและการลอกออกหลังจากการกัดเซาะและการกัดกร่อนจากตะกอน ความเสียหายจากความล้าที่เกิดจากแรงดัดหมุนระหว่างการทำงาน และความเสียหายที่พื้นผิวของเพลาในระหว่างขั้นตอนการตรวจสอบและการขนถ่าย ซึ่งจะทำให้เพลาถูกขูดเนื่องจากพื้นผิวล้มเหลว ในการตอบสนองต่อปัญหาเหล่านี้ ผงเหล็กอัลลอยด์ CRRC-SP-13 ที่พัฒนาโดย CRRC Research Institute ได้รับการคัดเลือกให้ใช้ในการเคลือบด้วยเลเซอร์บนเพลา EA1N ที่เสียหาย และได้กำหนดแผนกระบวนการเคลือบด้วยเลเซอร์โดยละเอียดเพื่อควบคุมกระบวนการซ่อมแซมเพลาอย่างเคร่งครัดจากสามแง่มุม ได้แก่ ก่อนเคลือบ ระหว่างเคลือบ และหลังเคลือบ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเพลามีผลดีหลังจาก การรักษาด้วยการหุ้มด้วยเลเซอร์และไม่มีข้อบกพร่องใหม่ ๆ เช่น รูพรุนและตะกรันที่เกาะติด การวิจัยกระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์ที่ประสบความสำเร็จบนเพลา EA1N มีความสำคัญอย่างยิ่งในการขยายอายุการใช้งานของเพลาและลดอัตราการเกิดเศษวัสดุของเพลา
คำสำคัญ: เพลา EA1N; การผลิตซ้ำ; การหุ้มด้วยเลเซอร์; ผงเหล็กโลหะผสม
1 คำนำ
ปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาอย่างเข้มแข็งของอุตสาหกรรมระบบขนส่งทางรางในประเทศ อุปกรณ์ระบบขนส่งทางรางได้บรรลุการผลิตที่เป็นอิสระและมีขนาดใหญ่เป็นพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม การที่อุตสาหกรรมระบบขนส่งทางรางสามารถบรรลุการพัฒนาที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปล่อยคาร์บอนต่ำเป็นข้อเสนอใหม่ที่สังคมเสนอต่อคนงานในอุตสาหกรรมอุปกรณ์ระบบขนส่งทางรางทุกคน การพัฒนาที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปล่อยคาร์บอนต่ำเป็นข้อกำหนดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับประเทศในการสร้างระบบการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ปฏิบัติตามเส้นทางการพัฒนาของอารยธรรมนิเวศ และบรรลุ "ระดับคาร์บอนสูงสุดและความเป็นกลางของคาร์บอน" และ "เทคโนโลยีการผลิตซ้ำและซ่อมแซม" เป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรีไซเคิลทรัพยากร "เทคโนโลยีการผลิตซ้ำและซ่อมแซม" สามารถขยายห่วงโซ่วงจรชีวิตทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ (การผลิต การใช้ การทำลาย การผลิตซ้ำ การใช้ซ้ำ และการทิ้ง) ขยายอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์และมูลค่าเพิ่ม และให้ข้อมูลสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ การดัดแปลง และการบำรุงรักษา ในที่สุด วงจรชีวิตทั้งหมดของผลิตภัณฑ์สามารถเสร็จสิ้นได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุดและใช้ทรัพยากรน้อยที่สุด และสามารถเพิ่มมูลค่าที่เป็นไปได้ของผลิตภัณฑ์ให้สูงสุด ซึ่งมีประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมสูงมาก ดังนั้น จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนที่จะต้องดำเนินการวิจัยที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมขนส่งทางราง และตระหนักถึงการนำ “เทคโนโลยีการผลิตซ้ำและซ่อมแซม” ไปประยุกต์ใช้อย่างเจาะลึกในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ขนส่งทางรางโดยเร็วที่สุด
เพลาเป็นส่วนประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของยานพาหนะขนส่งทางราง จึงต้องใช้กำลังคนและทรัพยากรทางการเงินจำนวนมากในกระบวนการผลิต เนื่องจากประสิทธิภาพของเพลาส่งผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัยของยานพาหนะทั้งหมด จึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับพารามิเตอร์ต่างๆ ของเพลา อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการติดตั้งและถอดเพลา ย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะเกิดการกระแทก ความเครียด และปัญหาอื่นๆ ซึ่งทำให้จำนวนเพลาที่ถูกทิ้งสูงตลอดทั้งปี ส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจจำนวนมาก รูปที่ 1 เป็นภาพทางกายภาพของการถอดและความเครียดของเพลา ในขณะนี้ หากนำ "เทคโนโลยีการซ่อมแซมแบบผลิตใหม่" มาใช้ในการซ่อมแซมเพลา อัตราการทิ้งเพลาจะลดลงอย่างมาก โดยเทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์ถือเป็นการประยุกต์ใช้ "เทคโนโลยีการซ่อมแซมแบบผลิตใหม่" ทั่วไป
งานวิจัยต่างประเทศเกี่ยวกับเทคโนโลยีการซ่อมแซมเพลาด้วยเลเซอร์เริ่มต้นขึ้นในช่วงแรก ในปี 2013 SOODI และคณะได้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 420 เชิงพาณิชย์และผง 17CrMoV5 เพื่อซ่อมแซมชิ้นส่วนเพลาที่มีรอยบาก การทดสอบความล้าจากการดัดแบบหมุนยืนยันว่าผง CRMoVe มีประสิทธิภาพในการซ่อมแซมที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องใหม่ เช่น รูพรุนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการซ่อมแซม ทำให้ผลการทดลองกระจายตัวมากขึ้น
ในอุตสาหกรรมระบบขนส่งทางรางในประเทศ บริษัทในเครือ CRRC หลายแห่ง เช่น CRRC Sifang Co., Ltd., CRRC Qiji Co., Ltd. และ CRRC Shijiazhuang Co., Ltd. ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการผลิตใหม่ Qi Xiansheng และคณะ [7] เสนอความเป็นไปได้ในการซ่อมแซมเพลา EA4T ด้วยเลเซอร์ ในปี 2020 Hou Youzhong และคณะ [8] ของ Qingdao Sifang Co., Ltd. ใช้เหล็กเพลา CRH380A/AL EMU EA4T เป็นเมทริกซ์และโลหะผสม NiCrMo เป็นวัสดุเสริม และใช้กระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะสำหรับการซ่อมแซมและการประเมินกระบวนการ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์หุ้มด้วยเลเซอร์นั้นดี
เนื่องจากการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์ของเพลา EA1N ในประเทศและต่างประเทศยังไม่สมบูรณ์แบบเพียงพอ และปริมาณเศษเพลา EA1N ต่อปีมีจำนวนมหาศาล ดังนั้น เอกสารนี้จึงดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์ของเพลา EA1N โดยมุ่งหวังที่จะยืดอายุการใช้งานของเพลา EA1N และลดอัตราการเกิดเศษ
2 ลักษณะและข้อดีของเทคโนโลยีซ่อมแซมสารเติมแต่งด้วยเลเซอร์
Jiang Jibin และคณะได้อธิบายหลักการทำงานของการป้อนผงของการเคลือบด้วยเลเซอร์ โดยอิงตามการผสานรวมของหัวฉีดผงและหัวทำงานด้วยเลเซอร์ วิธีการป้อนผงจะแบ่งออกเป็นวิธีการป้อนผงแบบโคแอกเซียลและวิธีการป้อนผงแบบด้านข้าง การซ่อมแซมเพลาด้วยเลเซอร์แบบเติมแต่งควรใช้วิธีการป้อนผงแบบโคแอกเซียล รูปที่ 2 และรูปที่ 3 เป็นไดอะแกรมองค์ประกอบของระบบเติมแต่งด้วยเลเซอร์และไดอะแกรมแผนผังการขึ้นรูปการซ่อมแซมด้วยเลเซอร์แบบเติมแต่งตามลำดับ
เทคโนโลยีการซ่อมแซมกระแสหลักในปัจจุบัน ได้แก่ เทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยการเชื่อม และเทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยสเปรย์ความร้อน เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยการเชื่อมและเทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยสเปรย์ความร้อน เทคโนโลยีการซ่อมแซมด้วยเลเซอร์จะมีข้อดีดังต่อไปนี้
(1) ความหนาแน่นของพลังงานสูง ลำแสงเลเซอร์มีคุณลักษณะของความหนาแน่นของพลังงานสูง ปริมาณความร้อนที่ป้อนต่ำ และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก นั่นคือ ผลกระทบจากความร้อนต่อพื้นผิวมีขนาดเล็ก เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานสูงและระยะเวลาการให้ความร้อนสั้น ความเครียดตกค้างระหว่างชั้นซ่อมแซมและพื้นผิวจึงมีขนาดเล็ก
(2) ความแข็งแรงสูงของชั้นซ่อมแซม ชั้นซ่อมแซมมีความหนาแน่นสูงและมีการเชื่อมโลหะระหว่างชั้นซ่อมแซมกับพื้นผิว อัตราการเจือจางต่ำและความแข็งแรงในการยึดติดสูง สามารถใช้ซ่อมแซมชิ้นส่วนภายใต้สภาวะที่มีภาระหนัก
(3) ความยืดหยุ่นในการซ่อมแซมสูง สามารถทำการหุ้มด้วยเลเซอร์ที่มีความหนาและพื้นที่ขนาดใหญ่บนพื้นผิวของชิ้นงาน ตอบสนองความต้องการในการซ่อมแซมพื้นผิวของชิ้นส่วนเพลาที่มีขนาดและรูปร่างต่างกัน และสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีข้อบกพร่องในพื้นที่ที่เลือกให้มี "รูปร่างใกล้เคียงสุทธิ" โดยมีค่าเผื่อการประมวลผลในภายหลังที่เพียงเล็กน้อย
3. แผนกระบวนการ
เอกสารนี้ใช้เพลาหัวรถจักรไฟฟ้า HXD2 ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยเทคโนโลยีเป็นตัวอย่างสำหรับการตรวจสอบ องค์ประกอบทางเคมีเฉพาะและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหลักของเหล็กอัลลอยด์เพลา EA1N แสดงอยู่ในตารางที่ 1 และตารางที่ 2 ตามลำดับ
เพื่อแก้ไขปัญหาการหุ้มด้วยเลเซอร์ของเพลา EA1N จึงได้เลือกใช้ผงเหล็กอัลลอยด์ CRRC-SP-13 ที่พัฒนาโดยสถาบันวิจัย CRRC สำหรับหุ้มด้วยเลเซอร์ของเพลา EA1N โดยควบคุมทั้ง 4 ด้าน ได้แก่ ขั้นตอนก่อนการหุ้ม กระบวนการหุ้ม และการบำบัดหลังการหุ้ม กระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์เฉพาะของเพลาแสดงไว้ในรูปที่ XNUMX
3.1 การเตรียมตัวก่อนการหุ้ม
(1) การบำบัดด้วยผง จากผลการทดลองก่อนหน้านี้ พบว่าผงโลหะผสมเหล็ก EA1N ที่มีขนาดอนุภาค 53-150μm ได้รับการคัดเลือกให้ใช้ในการหุ้มด้วยเลเซอร์ โดยก่อนจะหุ้ม ต้องร่อนผงด้วยตะแกรงผงขนาด 80 เมช (รูรับแสงประมาณ 178μm) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งเจือปนและผงที่เกาะกันเป็นก้อนในผง จากนั้นจึงอบในเตาอบสุญญากาศที่อุณหภูมิ 80℃ เป็นเวลา 30 นาที
(2) การกลึงเพื่อขจัดข้อบกพร่อง เพื่อขจัดข้อบกพร่องบนพื้นผิวของที่นั่งล้อเพลา จำเป็นต้องกลึงตำแหน่งดังกล่าว การกลึงต้องเป็นไปตามหลักการต่อไปนี้:
1) จากการสำรวจก่อนหน้านี้และผลทางสถิติ ความลึกของการกลึงทั้งหมดควรมากกว่าหรือเท่ากับ 95% ของความลึกของข้อบกพร่อง
2) สำหรับชิ้นส่วนเดี่ยว ที่นั่งล้อของเพลาหลังการกลึงจะรับประกันว่าไม่มีข้อบกพร่อง
3) แม้ว่ารูปร่างข้อบกพร่องของเพลาแต่ละอันจะแตกต่างกัน แต่เพลาทั้งหมดของรุ่นเดียวกันควรใช้ขั้นตอนการกลึงชุดเดียวกัน โดยอิงตามหลักการข้างต้น พื้นผิวที่นั่งล้อทั้งหมดของเพลาจะถูกกลึงอย่างสม่ำเสมอและเส้นผ่านศูนย์กลางจะลดลง 2 มม. ไม่มีข้อกำหนดเฉพาะใดๆ สำหรับความหยาบในการกลึง
(3) การบำบัดพื้นผิวเพลา เนื่องจากมีสารมลพิษ เช่น น้ำมันตัดและน้ำมันป้องกันสนิมบนพื้นผิวของเพลาหลังจากการกลึง เพลาจึงต้องเกิดสนิมและขจัดไขมันเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการซ่อมแซมพื้นผิวหุ้มด้วยเลเซอร์ ก่อนอื่น ให้ตรวจสอบเพลาที่จะซ่อมแซมด้วยสายตา และใช้เครื่องเจียรแบบมุมเพื่อเจียรและขจัดชิ้นส่วนที่เป็นสนิม ในขณะเดียวกัน ให้แน่ใจว่ากระบวนการเจียรจะไม่ทำให้เกิดรอยเจียรที่ลึกเกินไปหรือมีขอบชันบนพื้นผิว และไม่ทำให้ชิ้นส่วนที่ไม่ได้รับการซ่อมแซมเสียหาย หลังจากการเจียรแล้ว ให้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นส่วนที่จะซ่อมแซม และใช้แอลกอฮอล์ทำความสะอาดพื้นผิวทั้งหมดที่จะซ่อมแซมเพื่อขจัดคราบน้ำมันที่เหลืออยู่ให้หมด หลังจากทำความสะอาดแล้ว หลีกเลี่ยงการสัมผัสพื้นผิวที่จะซ่อมแซมอีกครั้งเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนรอง
3.2 การซ่อมแซมการหุ้มด้วยเลเซอร์
(1) อุปกรณ์หุ้มด้วยเลเซอร์และพารามิเตอร์กระบวนการ จากข้อมูลที่สะสมไว้ก่อนหน้านี้และลักษณะเฉพาะของวัสดุเพลา พารามิเตอร์กระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์ที่ได้รับการตรวจสอบแล้วจะถูกใช้เพื่อดำเนินการซ่อมแซมหุ้มด้วยเลเซอร์สำหรับข้อบกพร่องของพื้นผิวเพลา ควรสังเกตว่า เมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างระหว่างฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์กระบวนการจะจำกัดอยู่ที่การใช้แพลตฟอร์มทดลองเฉพาะสำหรับการซ่อมแซมสารเติมแต่งด้วยเลเซอร์ อุปกรณ์เฉพาะและพารามิเตอร์กระบวนการแสดงอยู่ในตารางที่ 3
(2) การวางแผนเส้นทางหุ้มด้วยเลเซอร์ เมื่อพิจารณาว่าเพลาที่จะซ่อมแซมเป็นพื้นผิวทรงกระบอกเรียบง่าย ดังที่แสดงในรูปที่ 5 (ส่วนสีแดง) เส้นทางหุ้มด้วยเลเซอร์จะได้รับการวางแผนโดยใช้การเขียนโปรแกรมด้วยมือ ลำดับเฉพาะมีดังนี้:
1) เริ่มหุ้มจากขอบพื้นที่ซ่อมเพลา โดยใช้กลยุทธ์การหุ้มแบบธรรมดาที่ใช้เส้นเกลียวเส้นเดียว
2) หลังจากซ่อมแซมถึงขอบด้านในของพื้นที่สีแดงแล้ว ให้ทำการหุ้มเพิ่มเติมอีก 1 ถึง 2 วงกลมเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีพื้นที่ใดที่พลาดไป
3) หลังจากหุ้มส่วนสีแดงแล้ว ให้หุ้มขอบที่ขอบด้านนอกสุดของเพลาและขอบทั้งสองด้านของร่องลิ่ม ในขั้นตอนนี้ สามารถเอียงหัวหุ้มได้อย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีเนื้อที่หายไประหว่างการกลึง
4) หลังจากเสร็จสิ้นการหุ้มชั้นเดียวแล้ว ชั้นหุ้มทั้งหมดจะถูกขัดด้วยเครื่องเจียรแบบมุมเพื่อขจัดส่วนพื้นผิวที่ไม่เรียบออกอย่างสม่ำเสมอและคืนความเงางามของโลหะบนพื้นผิว ความลึกในการเจียรอยู่ที่ประมาณ 0.3 มม.
5) หลังจากขัดเงาเสร็จแล้ว ให้ทำซ้ำขั้นตอนก่อนหน้า 4 ขั้นตอน จนกระทั่งการหุ้มชั้นที่สองเสร็จสมบูรณ์ ในขั้นตอนนี้ ควรแน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางหลังการหุ้มมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเดิมอย่างน้อย 2 มม. เมื่อหุ้มชั้นที่สอง ควรแน่ใจว่ารางหุ้มด้านบนและด้านล่างสลับกัน
3.3 การบำบัดหลังการหุ้ม
(1) การอบชุบด้วยความร้อนในพื้นที่ หลังจากการซ่อมแซมสารเติมแต่งเลเซอร์เสร็จสิ้นแล้ว เพลาจะได้รับการอบชุบด้วยความร้อนในพื้นที่ เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดของสถานการณ์การใช้งานของการบำรุงรักษาในสถานที่ ภายใต้สมมติฐานของการรับรองว่าอินพุตความร้อนทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อนน้อยที่สุดต่อพื้นผิว จึงเลือกปลอกทำความร้อนแบบกำหนดเองเพื่อทำการอบชุบด้วยความร้อนในสภาพแวดล้อมอากาศ อุณหภูมิในการทำความร้อนอยู่ที่ 500~550℃ และเวลาฉนวนอยู่ที่ 2~3 ชั่วโมง ในระหว่างกระบวนการทำความร้อนและทำความเย็น ส่วนทำความร้อนจะห่อด้วยผ้าฝ้ายฉนวนกันความร้อนเพื่อเพิ่มความเร็วในการทำความร้อนและลดความเร็วในการทำความเย็น ในระหว่างกระบวนการทำความร้อน จะใช้เครื่องถ่ายภาพความร้อนเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิในการทำความร้อนนั้นแม่นยำ
(2) การทดสอบแบบไม่ทำลายชิ้นส่วนที่ซ่อมแซมของชั้นหุ้ม เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของการซ่อมแซมชั้นหุ้ม ตามมาตรฐาน GB/T 18851.1-2012 “การทดสอบแบบไม่ทำลาย การทดสอบด้วยสารแทรกซึม ส่วนที่ 1: หลักการทั่วไป” สารแทรกซึมฟลูออเรสเซนต์และหลอดไฟแบล็กไลท์ถูกใช้เพื่อทำการทดสอบแบบไม่ทำลายชิ้นส่วนที่ซ่อมแซม หลังจากตรวจพบข้อบกพร่องแล้ว สารแทรกซึมจะถูกล้างออกด้วยน้ำสะอาด และชิ้นส่วนจะถูกทำให้แห้งอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันสนิม
(3) การทดสอบความแข็งของชิ้นส่วนที่ซ่อมแซมของชั้นหุ้ม ขัดพื้นผิวของชั้นหุ้มเบาๆ ด้วยเครื่องเจียรแบบมุมเพื่อสร้างระนาบที่สว่างอย่างน้อย 1 ซม.2 วัดความแข็งของโครงสร้างหุ้มและตะไบโดยใช้เครื่องทดสอบความแข็งแบบอัลตราโซนิก
(4) บรรจุภัณฑ์เพื่อป้องกันสนิมและการกัดกร่อน เพลาที่ซ่อมแซมแล้วจะได้รับการทำความสะอาดและทำเครื่องหมายก่อนการบรรจุ และดำเนินการเคลือบป้องกันสนิมและการกัดกร่อน จากนั้นจึงบรรจุและปิดผนึกในถุงพลาสติกที่เป็นกลางที่แข็งแรงและกันน้ำได้
4. การตรวจสอบเชิงทดลอง
ใช้เพลาหัวรถจักรไฟฟ้า HXD2 เพื่อการปรับปรุงทางเทคนิคเป็นตัวอย่าง โดยเตรียมชุดเพลาทดสอบสำเร็จรูป เพลา การหุ้มด้วยเลเซอร์ งานเตรียมการได้ดำเนินการตามขั้นตอนกระบวนการหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์ข้างต้น และการบำบัดด้วยผง การกลึงที่นั่งล้อเพื่อขจัดข้อบกพร่อง การกำจัดสนิมของเพลาและการกำจัดน้ำมันเสร็จสมบูรณ์ จากนั้นจึงกำหนดพารามิเตอร์ของอุปกรณ์และกระบวนการ และวางแผนเส้นทางหุ้มด้วยเลเซอร์ รูปที่ 6 เป็นภาพทางกายภาพของหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์ หลังจากหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์เสร็จสมบูรณ์ เพลาจะถูกทำให้ผ่านการอบด้วยความร้อนเฉพาะที่ การทดสอบแบบไม่ทำลายล้างของชิ้นส่วนที่ซ่อมแซมหุ้ม และการทดสอบความแข็งของชิ้นส่วนที่ซ่อมแซมหุ้ม ผลแสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์หุ้มด้วยเลเซอร์นั้นดี และไม่มีข้อบกพร่องใหม่ เช่น รูพรุนและตะกรันที่รวมอยู่หลังการซ่อมแซม
ปัจจุบันได้มีการดำเนินการประมวลผลเพลาหุ้มด้วยเลเซอร์ การตรวจจับความเค้นตกค้าง การทดสอบแบบไม่ทำลาย และการทดสอบแรงกดชุดล้อ ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ภาพที่ 7 และภาพที่ 8 คือภาพจริงของเพลาหลังการหุ้มด้วยเลเซอร์และภาพการทดสอบแรงกดชุดล้อตามลำดับ ภาพที่ XNUMX และ XNUMX เป็นผลจากการตรวจสอบประสิทธิภาพของเพลาหุ้มด้วยเลเซอร์ที่ผลิตขึ้นใหม่ และสามารถหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยครั้งใหญ่ที่เกิดจากเพลาที่ซ่อมแซมแล้วหลังจากใช้งานจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ข้อสรุป 5
เอกสารนี้มุ่งเน้นไปที่ปัญหาของวิธีการหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์ที่ไม่สมบูรณ์และการขาดการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์ EA1N โดยเลือกผงเหล็กอัลลอยด์ CRRC-SP-13 ที่พัฒนาโดยสถาบันวิจัย CRRC สำหรับหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์ EA1N และควบคุมสามด้าน ได้แก่ ก่อนหุ้ม กระบวนการหุ้ม และการบำบัดหลังหุ้ม ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์หุ้มเพลาด้วยเลเซอร์นั้นดีมาก และไม่มีข้อบกพร่องใหม่ เช่น รูพรุนและตะกรันที่รวมอยู่หลังการซ่อมแซม การวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการหุ้มเพลาด้วยเลเซอร์ EA1N เสร็จสมบูรณ์แล้ว ขณะนี้การตรวจสอบการใช้งานทางวิศวกรรมของการซ่อมเพลาอยู่ระหว่างดำเนินการ และผลลัพธ์ของการทดสอบนี้ยังให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการพัฒนากระบวนการซ่อมเพลาในภายหลังอีกด้วย
| ธาตุ | C | Mn | Si | P | S |
| คอนเทนต์ | 0.34 | 0.10 | 0.31 | 0.005 | 0.015 |
| ธาตุ | Cr | Ni | Cu | V | Fe |
| คอนเทนต์ | 0.11 | 0.01 | 0.005 | 0.005 | ขอบ |
ตารางที่ 1 องค์ประกอบทางเคมีและปริมาณของโลหะผสมเหล็กเพลา EA1N (%)
| จุดประสิทธิภาพเชิงกล | สิ่งที่จำเป็น |
| ความต้านแรงดึง / MPa | 550 650 ~ |
| ความแข็งแรงของผลผลิต / MPa | ≥ 320 |
| การยืดตัวหลังการแตก (%) | ≥ 22 |
| การหดตัวตามส่วน (%) | - |
| ความเหนียวต่อแรงกระแทก AKU /J | ≥ 30 |
| ความเหนียวต่อแรงกระแทก (-20℃) AKV /J | ≥ 17 |
ตารางที่ 2 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับคุณสมบัติเชิงกลหลักของเหล็กอัลลอยด์ EA1N สำหรับเพลา
| รายการ | รายละเอียด |
| อุปกรณ์เลเซอร์ | เลเซอร์ไลน์ LDF6000 |
| จุดเลเซอร์/มม. | Φ2.8 |
| ระยะโฟกัส/มม. | การเบลอภาพเชิงบวก 1 |
| กำลังเลเซอร์/วัตต์ | 1800 |
| ความเร็วในการสแกน/(มม./นาที) | 500 ~ 600 |
| ปริมาณการป้อนผง/ (ก./นาที) | 8 ~ 14 |
| อัตราการทับซ้อน (%) | 40 ~ 50 |
| อัตราการไหลของก๊าซป้อนผง/ (L/นาที) | 3 ~ 5 |
| อัตราการไหลของก๊าซป้องกัน/(L/นาที) | 15 ~ 20 |
ตารางที่ 3 สรุปพารามิเตอร์ฮาร์ดแวร์หุ้มเพลาด้วยเลเซอร์และกระบวนการ
เจมส์ หลิว
เจมส์ หลิว – หัวหน้าวิศวกร, DED Laser Metal Additive Manufacturing คุณเจมส์ หลิว เป็นผู้เชี่ยวชาญและผู้นำทางเทคนิคชั้นนำในสาขา Directed Energy Deposition (DED) Laser Metal Additive Manufacturing (AM) เขาเชี่ยวชาญในการวิจัยกลไกปฏิสัมพันธ์ระหว่างเลเซอร์พลังงานสูงและวัสดุโลหะ และทุ่มเทให้กับการพัฒนาอุตสาหกรรมของเทคโนโลยีนี้สำหรับการใช้งานด้านการผลิตขั้นสูง ในฐานะนักประดิษฐ์หลัก คุณหลิวได้รับสิทธิบัตรการประดิษฐ์ระดับชาติที่สำคัญมากมาย สิทธิบัตรเหล่านี้ครอบคลุมประเด็นสำคัญของเทคโนโลยี DED ซึ่งรวมถึงการออกแบบหัวเลเซอร์ กระบวนการป้อนผง การตรวจสอบบ่อหลอม และการวางแผนเส้นทางการผลิต เขามีความรับผิดชอบอย่างสูง...