绿色制造现状与发展趋势课程论文解析.docx

研究生课程考核试卷科目：绿色制造现状及发展趋势教 师：曹华军姓 名：学 号：专 业： 机械工程领域 类 别：上课时间：2014年11月26日—2013年12月10日考生成绩：卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语：阅卷教师 (签名)重庆大学研究生院激光再制造技术摘要针对传统再制造技术如喷涂技术、喷焊技术、镀层技术等在某些特殊领域进行再制造过程中的局限性，提出了一些精密可控的成型再制造修复技术，如激光再制造技术等。通过应用这些先进的再制造技术，在开展重大装备修复时，能大大提高修复效率。因此，发展快速、高效、精密的修复技术不仅具有广阔的市场需求，而且具有重大的经济效益和社会效益。关键词：传统再制造技术；激光再制造技术；修复技术1国内外激光再制造技术概述发展现状在多种激光再制造技术手段中，目前研究最多的是激光熔覆再制造技术。因此，激光再制造的主要任务还局限于对表面磨损、腐蚀、冲蚀、缺损等局部损伤及尺寸变化的零部件进行结构尺寸恢复，同时提高零部件服役性能。激光熔覆技术是目前工业中应用最为广泛的激光再制造技术。1981年，英国Rolls-Royce公司将激光熔覆技术用于RB211型燃气轮机叶片连锁肩的修复。从此，激光熔覆技术在世界各主要工业国家获得了大量研究和应用，国际上关于激光熔覆技术的专利不断出现[1,2]。激光熔覆再制造领域的研究，正在从技术手段、工艺设备系统、材料体系、应用基础理论以及激光再制造质量控制、激光再制造标准等多方面进行系统研究，并获得了快速发展。英国P.R航空发动机公司将它用于涡轮发动机叶片的修复，美国海军实验室用于修复舰船螺旋桨叶[3]，美国和日本在汽缸、活塞等汽车发动机零件上也有很多应用。美国斯万森工业公（Swanson Industries）采用激光熔覆和激光焊接技术对机械零部进行激光再制造，实现了汽缸、轧辊和活塞等的激光熔覆再制造，并可以根据零部件性能需要，在基体表面熔覆奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、镍基合金和钴基合金等涂层[4]。美国Gremada Industries Inc.公司采用激光熔覆技术再制造机械设备零部件，并为美国Caterpillar公司修复重型机械装备零部件，代替原来高成本的换件维修[5]。激光再制造技术在中国正快速发展，相关的技术设备系统、技术理论和工艺、技术应用等方面的研究都已经展开，其应用领域不断扩大。从事激光再制造研究的高校和科研院所越来越多，研究队伍不断壮大；同时，从事激光再制造技术研发和推广应用的公司也不断出现，例如沈阳大陆激光技术公司和浙江工业大学的科创激光再制造有限责任公司等[6]。以沈阳大陆激光技术有限公司作为龙头企业的一批激光再制造专业化公司不断涌现，有许多激光再制造技术成功应用的实例，如：石化行业的烟气轮机、风机和电机；电力行业的汽轮机和电机；冶金行业的热卷板连轧线、棒材连轧线、高速线材连轧线；铁路行业的货车车轮、道岔、铁路机车曲轴；航空发动机热端部件和大型船舶内燃发动机热端部件等等。天津工业大学针对激光熔覆再制造技术进行了较为系统的研究，例如，研究了激光再制造设备系统、激光熔覆再制造过程中激光与粉末流相互作用理论、自动化技术工艺及相关软件系统、再制造质量和性能控制等，已将此技术用于冶金轧辊、拉丝辊的修复，石油行业的采油泵体、主轴的修复，铁路、石化行业大型柴油机曲轴的修复，均获到良好效果[6]。西北工业大学针对钛合金叶片等钛合金零件的再制造难题，研究了再制造成形理论、技术工艺方法、性能控制与评价等。再制造技术江苏大学研究了激光冲击再制造技术。一般而言，激光冲击技术应用于航空叶片等新品零件的表面强化，提高新品零件的疲劳寿命。江苏大学张永康等人研究把激光冲击技术应用于废旧零件的再制造过程，改善再制造部位沉积金属的残余应力状态，提高其疲劳寿命等力学性能[7]。国家级重点实验室从激光再制造成形理论、技术工艺、再制造新型材料及应用等多方面正对激光再制造技术进行系统研究，应用激光熔覆再制造技术成功再制造了重载车辆齿类件、曲轴、汽车发动机铝合金缸盖等装备关键零件的再制造。重载齿类件齿面承受载荷大，齿面磨损和局部剥落严重，其失效齿面一直缺乏有效的修复技术手段。再制造技术国家重点实验室采用6kW横流CO2激光器，配合五轴联动机床，基于同步送粉激光熔覆技术成功再制造了重载车辆主动齿轮轴磨损齿面。在此过程中，解决了激光熔覆层裂纹控制、熔覆层高性能要求、熔覆材料与基体材料的工艺匹配性以及基体材料热积累等技术关键问题。铝合金零部件产生裂纹及发生磨损等尺寸缺损后，其维修比较困难，采用传统的堆焊方法难以实现高性能维修。激光束因能量密度高，而为铝合金零部件提供了先进可行的技术手段。十年来，铝合金表面激光合金化、激光熔覆、和激光冲击等技术一直是研究的热点。再制造技术国家重点实验室