레이저 클래딩 기술: 산업 응용 분야 및 재제조 솔루션

Mar 15, 2020 메시지를 남겨주세요

레이저 클래딩 기술은 산업 재제조 및 표면 엔지니어링에 혁명을 일으켰습니다. 가장 다재다능한 것 중 하나로레이저 표면 공학 기술, 이 제품은 최소한의 열 입력으로 마모되거나 부식되었거나 크기가 작은 부품에 고성능 합금 코팅을 융합하여 - 중요한 부품을 OEM 치수로 복원하는 동시에 내마모성과 내식성을 극적으로 향상시킵니다. 이 가이드에서는 프로세스 작동 방식, 어떤 업계가 가장 많은 혜택을 받는지, 비용 및 소요 시간 측면에서 기존 수리 방법보다 뛰어난 부분에 대해 설명합니다.

 

레이저 클래딩 작동 방식: 프로세스 기본 사항

 

고출력 레이저 빔은 합금 분말이나 와이어가 동시에 공급되는 동시에 기판 표면에 작고 정밀하게 제어되는 용융 풀을 생성합니다. 충전재는 모재의 얇은 층과 융합되어 밀리초 내에 응고되어 일반적으로 5%~10% 사이의 희석률로 조밀하고 야금학적으로 결합된 코팅을 생성합니다. 열은 밀리미터 단위로 측정되는 영역에 국한되어 있기 때문에 공작물의 왜곡은 아크 용접이나 플라즈마 스프레이가 샤프트, 블레이드 및 기타 정밀 형상에 결정적인 이점을 부여하는 것보다 훨씬 낮습니다.

 

Corrosion-resistant laser cladding coating on petrochemical valve and pump parts

 

현대의로봇 레이저 클래딩 시스템폐쇄형 루프 전력 제어와 CNC 또는 로봇 포지셔닝을 통합하여 복잡한 곡선과 대형 구성요소에 대해 반복 가능한 결과를 제공합니다. 그러나 크랙-없는, 기공 없는-침적을 달성하는 것은 엄격한 매개변수 관리에 달려 있습니다. -레이저 클래딩 균열 문제 해결가이드에서는 가장 일반적인 7가지 실패 경로와 이를 제거하는 방법을 설명합니다.

 

3000W Robot Laser Cladding Machine

 

광산 장비 제조 및 재제조

 

광산 분야의 중장비는 새 부품이 몇 주 안에 마모될 수 있는 매우 혹독한 조건 - 심각한 마찰, 충격 하중 및 연마성 슬러리에서 작동합니다.

 

  • 주요 구성 요소: 유압 지지대, 시어러 커터 드럼, 굴삭기 핀 및 부싱, 컨베이어 드라이브.
  • 레이저 클래딩의 장점: 높은{0}}마모 부품을 새로운 표면 성능보다-더 좋게 복원하여-장비 가동 중지 시간을 줄이고 전체 교체 주조에 따른 긴 리드 타임을 방지합니다.

 

Laser cladding repair on hydraulic support and mining machine parts

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재제조 경제학: 수리 vs. 교체

 

클래딩으로 재구축된 유압 지지대 또는 절단기 드럼은 일반적으로 새 장치의 30-50% 비용이 들고 대규모 광산 주물을 조달하는 데 종종 필요한 달이 아닌 며칠 만에 서비스를 재개합니다. 유지보수 예산을 교체에서 재제조로 전환하는 공장은 부품 서비스 수명을 정기적으로 2~3회 마모 주기로 연장합니다. - 이는 아래의 재제조 부문 전반에 걸쳐 채택을 촉진하는 동일한 배율입니다.

 

발전설비 복원

 

발전소는 열 스트레스와 기계적 피로를 받는 지속적으로 작동하는 기계에 의존합니다. 핵심 터보 기계는 치명적인 고장을 방지하기 위해 정밀한 유지 관리가 필요합니다.

 

  • 주요 구성 요소:극한의 온도(최대 1,300도)에서 작동하는 증기 터빈 샤프트, 러너 블레이드 및 가스 터빈 구성 요소.
  • 레이저 클래딩 장점:새 교체 장치 구입 비용의 10%에 불과한 비용으로 중요 치수와 열/부식 저항을 복원합니다.

 

열 변형 없이 터빈 샤프트 복원

 

회전하는 기계는 뒤틀림을 용납하지 않습니다. 작은 굽힘이나 런아웃 오류도 고속 조립의 균형을 깨뜨립니다.- 레이저 클래딩의 국부적인 용융 풀은 전체 열 입력을 너무 낮게 유지하므로 기존 용접 오버레이에서는 거의 달성할 수 없는 수리 후 교정 - 없이 샤프트를 베어링-베어링 저널 공차로 재구성할 수 있습니다.- 니켈- 및 코발트- 기반 필러 합금은 수리된 영역이 모재 금속의 열팽창 동작과 일치하도록 하여 시작-사이클 동안 코팅이 벗겨지는 것을 방지합니다.

 

Laser cladding restoration of steam turbine rotor shaft and blades

 

석유화학 장비 및 부품

 

석유화학 시설은 장비가 부식성이 강한 매체, 고압 및 슬러리 마모에 노출되는 연속 24/7 생산 주기로 운영됩니다.

 

  • 주요 구성 요소: 제어 밸브, 고압 펌프 내부 부품, 임펠러, 로터 저널, 씰 링, 베어링 쉘.
  • 레이저 클래딩의 장점: 열 변형 없이 복잡한 고가치 합금 부품을 수리하고 OEM 사양으로 복원합니다. 높은-정밀도산업용 레이저 클래딩 기계복잡한 형상에 대한-장기적인 프로세스 반복성을 보장합니다.

 

부식된 밸브 트림을 OEM 사양으로 재구축

 

산성 가스 또는 해수 서비스의 밸브 시트와 씰 페이스는 정기적으로 탄탈륨, Stellite{1}}유형 또는 니켈 합금으로 재구축된 다음 동일한 설정으로 마무리 가공됩니다-. 기계적 접착력에 의존하는 스프레이 코팅과 달리 클래드 레이어는 완전히 조밀하고 야금학적으로 접착되어 있기 때문에 - 복원된 트림은 원래 부품과 동일한 압력 차이와 사이클링을 견뎌냅니다.

 

철도 운송 및 기관차 장비

 

현대 철도 네트워크의 급속한 확장으로 인해 주요 철도 차량 및 선로 구성 요소는 증가하는 성능 요구와 가속화되는 마모에 직면해 있습니다.

 

  • 주요 구성 요소:기차 바퀴 세트, 차축 저널, 투표율 구성 요소 및 기어 전송 시스템.
  • 레이저 클래딩 장점:지속 가능한 재제조를 위한 핵심 기술입니다. - 원래 구조 코어를 재사용하면서 표면 경도와 피로 저항을 복원합니다.

 

Precision laser cladding surface treatment for heavy industrial machinery components

 

철도 차량을 위한 지속 가능한 재제조

 

휠셋 재제조는 순환 논리를 보여줍니다. 단조 휠 코어는 내재된 에너지와 비용의 대부분을 나타내고 마모는 트레드와 플랜지에 국한됩니다. 클래딩은 마모된 표면만 재구축하여 여러 재프로파일링 주기에 걸쳐 코어를 계속 작동시킵니다. 이 접근 방식을 적용하는 상점에서는 새로운 휠셋 생산에 비해 약 60%의 자재 절감 효과와 단조 교체 리드 타임이 아닌 일 단위로 측정된 처리 시간을 보고합니다.

 

중공업 및 첨단 제조 분야의 정밀 수리

 

에너지 및 운송 외에도 레이저 클래딩은 항공우주, 해양, 자동차 툴링 및 중장비 산업 전반에서 중추적인 역할을 합니다.

 

  • 대상 응용 프로그램:고정밀 금형,-크랭크샤프트, 유압 램 및 대규모-구조 샤프트.
  • 레이저 클래딩 장점:귀중하고 교체하기 어려운--자산을 위한 국지적 미세{0}}열-입력 수리를 통해 기본 구조에 위험을 주지 않으면서 표면 성능을 최적화합니다.

 

레이저 담금질 대신 클래딩을 선택해야 하는 경우

 

두 가지 프로세스는 서로 다른 문제를 해결합니다. 클래딩은 재료를 추가하고 - 마모된 치수를 재구축하거나 부식{2}}저항성 합금을 증착하는 동시에 담금질은 아무것도 추가하지 않고 기존 표면을 변형시킵니다. 입체적으로는 건전하지만 더 단단한 작업면이 필요한 부품의 경우,국소 경화를 위한 레이저 담금질더 빠르고 저렴한-경로입니다. 근본적인 야금학재료 강도를 위한 레이저 표면 경화관련된 위상 변환을 설명합니다. 금형이나 샤프트가 공차 이하로 마모된 경우 먼저 클래딩을 적용한 다음 - 재구축된 표면을 선택적으로 강화하여 - 하나의 작업 흐름에서 형상과 성능을 모두 복원합니다.

 

장비 솔루션:

 

 

교체에서 재제조로의 전환을 고려하는 유지보수 팀의 경우, 가장 빠른 투자 회수는 마모도가 높고 리드 타임이 긴-구성요소(광산 지반-연결 도구, 터빈 샤프트, 밸브 트림 및 바퀴 세트)에서 비롯됩니다. 하나의 구성요소 제품군으로 시작하여 단면 검사를 통해 클래딩 품질을 확인하고 적격 프로세스를 나머지 수리 목록으로 확장합니다.