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軸類零件在石礦、化工、冶金、電力、水泥等機(jī)械行業(yè)占據(jù)著非常重要的地位，承載著整個(gè)作業(yè)線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)順利運(yùn)行的重要使命，因此在連續(xù)化大生產(chǎn)模式下，必須嚴(yán)格規(guī)范軸類零件的質(zhì)量和性能，才能夠充分保證使用設(shè)備運(yùn)行的安穩(wěn)性、可靠性以及完好性。

   例如在冶金行業(yè)，隨處可見的軋機(jī)設(shè)備中，一定離不開軋輥。軋輥?zhàn)鳛樯a(chǎn)鋼件的重要零件兼易損耗件，其性能的好壞直接決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。其工作原理通常是通過一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來碾壓鋼材，不斷的連續(xù)作業(yè)使軋輥長(zhǎng)期處于因軋制負(fù)荷引起的接觸應(yīng)力、殘余應(yīng)力以及周期性熱應(yīng)力的交互影響中，即使性能再優(yōu)異的軋輥也會(huì)遭到破壞。而在生產(chǎn)中因生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)試不當(dāng)、連鑄坯質(zhì)量缺陷、機(jī)械或電器故障引發(fā)的卡鋼、堆鋼等安全事故，會(huì)在軋輥局部集聚大量熱量難以釋放，最終形成熱沖擊對(duì)軋輥造成破壞。除此之外，軋輥邊部壓靠、局部機(jī)械應(yīng)力亦是造成軋輥失效的主要原因。

   軋輥的主要失效方式有裂紋、局部剝落以及斷裂等。其中裂紋主要是發(fā)生在軋輥表層內(nèi)；剝落一般是因裂紋發(fā)生擴(kuò)展而引發(fā)，如圖1所示；斷裂則是因軋制事故發(fā)生后軋制載荷突然增大，同時(shí)誘發(fā)疲勞裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，最終引發(fā)軋輥在輥頸處或輥頸與輥脖交界處發(fā)生斷裂。此外，服役期間發(fā)生的腐蝕和磨損也是加速軋輥失效的兩大主因。圖1 中產(chǎn)生的局部組織脫落，通過從激光加工頭一側(cè)吹送金屬粉末，由機(jī)械手負(fù)載加工頭按照預(yù)設(shè)軌跡逐道熔覆，直至填滿整個(gè)坑口。因該軸件表面是經(jīng)過淬火處理的，因此在熔覆前需消除其淬火組織，同時(shí)考慮到軸件體積較大，冷卻速度較快，還需對(duì)其進(jìn)行局部預(yù)熱，否則在熔覆過程中極易產(chǎn)生裂紋，甚至擴(kuò)大受損面積以及深度。熔覆后的效果圖如圖2所示。

表格1 

功率W    速度mm/min/         光斑直徑mm 搭接率mm

1600         300  3       1.5    其中搭接率直接會(huì)影響到熔覆層的厚度，隨著搭接率的增大，涂層的厚度也變大。激光功率、掃描速度以及送粉率亦然，決定著涂層的質(zhì)量和組織特征。一般來說，修復(fù)任何零部件最佳方案是一次成形，然而實(shí)際情況中受損的零部件凹坑或裂紋往往較深，有時(shí)多達(dá)5mm，甚至不止。此時(shí)便需要多道多層搭接，熔覆組織將受到由道與道之間、層與層之間、層與道之間構(gòu)成的“應(yīng)力網(wǎng)”的作用，若彼此間應(yīng)力得以消除，獲得的熔覆組織便會(huì)十分穩(wěn)定，無裂紋，不過，這僅是理想狀態(tài)，一般獲得的熔覆組織都會(huì)存在殘余應(yīng)力，通常通過在一定溫度下保溫緩冷來消除這一應(yīng)力。因此，若實(shí)際條件允許的話，應(yīng)調(diào)試工藝參數(shù)，最好熔覆一層即可完美修復(fù)受損部位，避免應(yīng)力可能引發(fā)的潛在破壞。