徐伟明1 许可2 孙耀兴3 李文进4
1.2.3.4江阴兴澄特种钢铁有限公司 江苏 江阴 214400
摘要：介绍了激光熔覆技术的特点，通过在轧机牌坊上的维修应用，恢复了轧机设备的功能精度。
关键词：激光熔覆 修复 轧机精度
Application of laser cladding technology in arch repair
XU Wei-ming Xu-ke SUN Yao-xin Li Wen-jin
（Jiangyin Xingcheng Special Steel Co., Ltd ）
Abstract:The characteristics of laser cladding technology are introduced, and the functional accuracy of rolling mill equipment is restored through maintenance application in rolling mill archway.
Key words:aser melting coating repair Mill precision
一、问题的提出：
兴澄特钢宽厚板厂建于2011年，近10年时间的运行，精轧机牌坊的弯辊承载面因为长期承受往复轧制力的冲击，同时高温、水蒸汽腐蚀引起承载面损伤严重，窗口面不垂直，尺寸偏差较大，影响设备运行的稳定及轧制板形，需要采用机械加工的方法去除疲劳层，采用堆焊的方法进行牌坊承载面的修复。
二、牌坊的修复方法
轧机牌坊修复可以采用机械加工法、电弧堆焊法和激光熔覆法进行修复。
1、机械加工方法对该位置的修复，只能去除疲劳层，无法恢复尺寸，也不具备防护腐蚀的能力。
2、电弧堆焊法可以恢复尺寸和精度，一般采用接近牌坊材质进行大面积堆焊，但存在开裂风险和巨大的残余应力，引起延迟裂纹和变形隐患。
3、激光熔覆法焊接残余应力极小，采用耐蚀耐磨性能好的材料进行修复，可以较好的解决修复面的残余应力、开裂问题。激光熔覆技术是利用大功率、高能量激光束聚焦能量极高的特点，瞬间将被加工件表面金属微熔，同时使零件表面预置或同步自动送置的合金粉剂完全熔化。激光束扫描后合金快速凝固，获得与零件基体完全冶金结合的致密熔覆层。采用的熔覆材料范围广泛，通常采用耐热、耐磨、耐腐蚀和耐疲劳性能好的材料。
三、轧机牌坊损伤情况的检测
通过激光跟踪仪对牌坊传动侧下弯辊块位置窗口的对中尺寸进行检测，下表为传动侧下入口侧的检测结果：
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从检测结果看出。传动侧出口下承载面的磨损量和垂直度约为0.3毫米。
四、牌坊修复
精轧机弯辊传动侧下立面磨损深度 约3mm，采用机加+激光熔覆+钳修研磨的方式进行修复 。修复面采用平尺（1m×100mm） 检测接触率≥75%，其与下止口垂直度≤0.05，其与出口侧平行度≤0.1，硬度达到HRC29~35
1．机械加工去除疲劳层：机床安装在平台上，确定基准，进行精密调整，找正，检测确定加工去除量，见图1：
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图1 加工检测
2．激光熔覆传动侧入口面，厚度按加工去除量确定。
1）、熔覆前进行着色探伤检测，确保无裂纹及气孔等缺陷，安装面螺栓孔做好防护
2）、激光熔覆设备安装与调试，机械手移位及安装调整
3）、用专用合金粉末激光熔覆,有效厚度1mm左右，见图2
4）、熔覆后表面探伤检测
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图2为机械手进行熔覆施工
3．钳工手工研磨激光熔覆面，恢复平面度及表面精度要求，尺寸检测，硬度检测。
4．修复完成后进行牌坊精度检测，达到预期要求。
五、结语
机架牌坊面在激光再制造后，熔覆层及其界面组织致密，耐磨、耐腐蚀性比基体大幅提升，激光加工过程中基体温升不超过80℃,激光加工后热变形极小。缺点是因为施工和技术难度大，制造成本较高。
参考资料：
轧机牌坊激光熔覆修复研究 《表面技术》 2009第6期
轧机牌坊现场防腐激光熔覆的应用 《南钢科技与管理》2016年第3期
作者简介：徐伟明，本科，厂长、工程师，单位：江阴兴澄特种钢铁有限公司，研究方向：设备技术管理，生产管理