一、增壓泵活柱出現(xiàn)的問題
在工業(yè)領(lǐng)域，增壓泵是保障各類系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、電力、給排水等諸多行業(yè)。它就像是工業(yè)系統(tǒng)的 “心臟”，源源不斷地為各種工藝流程提供穩(wěn)定的壓力，確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。然而，增壓泵在長期高強(qiáng)度、高負(fù)荷的運(yùn)行過程中，其關(guān)鍵部件活柱卻常常飽受折磨。
由于活柱長期與各類具有腐蝕性的介質(zhì)頻繁接觸，其表面逐漸被侵蝕，就如同被歲月無情地刻下了一道道傷痕。與此同時(shí)，機(jī)械之間持續(xù)不斷的摩擦，也讓活柱不堪重負(fù)，磨損日益嚴(yán)重。這些問題如同隱藏在暗處的 “殺手”，悄無聲息地影響著活柱的性能。隨著時(shí)間的推移，活柱的表面不再光滑平整，出現(xiàn)了深淺不一的凹坑和劃痕，導(dǎo)致其與泵體之間的配合精度大打折扣。原本緊密的密封性能也逐漸下降，使得介質(zhì)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。
而一旦增壓泵活柱出現(xiàn)故障，其所帶來的影響將是且嚴(yán)重的。從生產(chǎn)效率的角度來看，活柱的損壞會(huì)直接導(dǎo)致增壓泵的壓力輸出不穩(wěn)定，無法滿足生產(chǎn)工藝對(duì)壓力的嚴(yán)格要求，進(jìn)而使得整個(gè)生產(chǎn)流程不得不放緩甚至停滯。這不僅會(huì)降低生產(chǎn)效率，還可能導(dǎo)致大量的半成品積壓，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。從能源消耗方面來說，為了維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行，故障的增壓泵往往需要消耗更多的能量，造成能源的浪費(fèi)。長期如此，還會(huì)加速其他部件的磨損，形成惡性循環(huán)，進(jìn)一步縮短增壓泵的整體使用壽命。
傳統(tǒng)的修復(fù)方法在面對(duì)這些問題時(shí)，往往顯得力不從心。例如，簡(jiǎn)單的補(bǔ)焊工藝雖然能夠在一定程度上修復(fù)活柱的表面損傷，但補(bǔ)焊后的部位容易出現(xiàn)硬度不均勻、氣孔等缺陷，導(dǎo)致活柱的整體性能下降，而且補(bǔ)焊過程中產(chǎn)生的高溫還可能會(huì)引起活柱的變形，影響其與其他部件的配合精度。電鍍工藝雖然可以在活柱表面形成一層保護(hù)膜，但隨著時(shí)間的推移和使用強(qiáng)度的增加，這層保護(hù)膜容易脫落，無法從根本上解決活柱的腐蝕和磨損問題。在這樣的背景下，激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為增壓泵活柱的修復(fù)帶來了新的希望。
二、探秘激光熔覆修復(fù)加工原理
在激光熔覆修復(fù)過程中，高能激光束充當(dāng)了關(guān)鍵角色。當(dāng)激光束照射到增壓泵活柱的受損部位時(shí)，就如同聚焦的陽光能夠點(diǎn)燃紙張一樣，瞬間釋放出的能量 ，讓原本固態(tài)的沉積材料迅速熔化。這些熔化后的材料，就像液體一樣，能夠填充到活柱表面的凹坑、劃痕等受損區(qū)域。隨著激光束的移動(dòng)和能量的持續(xù)輸入，熔化的材料與活柱的基體金屬緊密接觸，在高溫的作用下，二者發(fā)生冶金結(jié)合。這種結(jié)合并非簡(jiǎn)單的物理堆砌，而是原子層面的相互融合，使得熔覆層與活柱基體之間形成了牢固的連接，就如同樹根深深扎根于土壤中一樣穩(wěn)定。
當(dāng)激光束停止照射后，熔覆層迅速冷卻凝固，在活柱表面形成一層致密且性能優(yōu)異的新涂層。這層涂層就像是給活柱穿上了一層堅(jiān)固的 “鎧甲”，不僅能夠填補(bǔ)受損部位，恢復(fù)活柱的原有尺寸和形狀，還能賦予活柱更好的性能。比如，通過選擇合適的沉積材料，這層熔覆層可以具備出色的耐磨性，有效抵抗機(jī)械摩擦對(duì)活柱表面的損傷;同時(shí)，它還能具有良好的耐腐蝕性，防止各類腐蝕性介質(zhì)對(duì)活柱的侵蝕，從而大大延長活柱的使用壽命。
從微觀角度來看，激光熔覆過程中，激光束的能量高度集中，使得熔池內(nèi)的溫度梯度非常大。這種高溫差環(huán)境促使熔覆層在凝固過程中形成了致密的晶體結(jié)構(gòu)，這些微小的晶體緊密排列，大大提高了熔覆層的強(qiáng)度和硬度。而且，由于激光熔覆是在局部區(qū)域進(jìn)行的快速加熱和冷卻，對(duì)活柱基體的熱影響范圍較小，能夠程度地保持活柱基體材料的原有性能，避免了傳統(tǒng)修復(fù)方法中因大面積受熱而導(dǎo)致的材料變形、性能下降等問題。
三、激光熔覆修復(fù)加工流程
(一)預(yù)處理：打好修復(fù)基礎(chǔ)
預(yù)處理是激光熔覆修復(fù)增壓泵活柱的首要環(huán)節(jié)，也是至關(guān)重要的一步，如同建造高樓時(shí)扎實(shí)的地基，為后續(xù)的修復(fù)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這一階段，工作人員首先要對(duì)活柱表面進(jìn)行而細(xì)致的清潔工作，去除其表面附著的油污、銹跡等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)就像是隱藏在活柱表面的 “頑疾”，如果不徹底清除，將會(huì)嚴(yán)重影響熔覆層與活柱基體之間的結(jié)合強(qiáng)度，導(dǎo)致修復(fù)后的活柱在使用過程中出現(xiàn)熔覆層脫落等問題。工作人員通常會(huì)采用化學(xué)清洗、機(jī)械打磨等多種方法相結(jié)合，確保活柱表面的每一個(gè)角落都能被清理干凈，達(dá)到修復(fù)所需的清潔標(biāo)準(zhǔn)。
完成表面清潔后，還需要對(duì)活柱工件進(jìn)行的檢測(cè)，包括對(duì)其原有電鍍層破損情況的詳細(xì)查看，以及對(duì)各方向上變形情況的測(cè)量，這一步驟采用目視及百分表檢測(cè)的方式 ，能夠地發(fā)現(xiàn)活柱存在的潛在問題。若檢測(cè)發(fā)現(xiàn)活柱原始變形量(跳度)大于 0.2mm ，就必須進(jìn)行校正處理，這就好比給彎曲的樹木進(jìn)行扶正，使其恢復(fù)到正常的形態(tài)。校正過程一般會(huì)借助四柱壓力機(jī)配合激光筆來完成，通過的操作，將活柱的變形量控制在允許的范圍內(nèi)。此外，還需要去除活柱表面熔覆區(qū)域原有的電鍍層，這一過程采用車床進(jìn)行，并且要根據(jù)具體的變形量進(jìn)行車削加工，確?；钪膱A跳度小于 0.05mm ，從而保證熔覆區(qū)域的表面平整度符合要求，為后續(xù)的激光熔覆做好充分準(zhǔn)備。
(二)熔覆關(guān)鍵環(huán)節(jié)：重生時(shí)刻
當(dāng)活柱完成預(yù)處理后，便迎來了激光熔覆修復(fù)的核心環(huán)節(jié) —— 熔覆過程，這也是活柱重獲新生的關(guān)鍵時(shí)刻。在這個(gè)階段，先進(jìn)的激光設(shè)備成為了修復(fù)工作的 “主角”。工作人員會(huì)將經(jīng)過預(yù)處理的活柱小心地裝夾到專用的旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，同時(shí)通過三軸運(yùn)動(dòng)設(shè)備及旋轉(zhuǎn)設(shè)備共同對(duì)熔覆的各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其中包括掃描速度、搭接量等。這些參數(shù)的設(shè)置就像是為一場(chǎng)精密的手術(shù)制定詳細(xì)的方案，直接關(guān)系到熔覆層的質(zhì)量和修復(fù)效果。
掃描速度決定了激光束在活柱表面移動(dòng)的快慢，它對(duì)熔覆層的厚度均勻性和結(jié)合強(qiáng)度有著重要影響。如果掃描速度過快，熔覆材料可能無法充分熔化和與基體結(jié)合，導(dǎo)致熔覆層出現(xiàn)孔洞、裂紋等缺陷;而掃描速度過慢，則會(huì)使活柱表面受熱時(shí)間過長，增加熱變形的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)降低修復(fù)效率。搭接量則是指相鄰兩條熔覆軌跡之間的重疊部分，合適的搭接量