油田的工作條件比較惡劣。許多金屬零件長(zhǎng)期在重負(fù)荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導(dǎo)致其過(guò)早失效?？s短其使用壽命。停產(chǎn)檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產(chǎn)，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙都在近毫米量級(jí)。但常規(guī)表面技術(shù)的處理層較薄，導(dǎo)致磨損件表面修復(fù)困難，限制了這些技術(shù)的應(yīng)用范圍。

　　激光熔覆技術(shù)作為一種新型的表面工程技術(shù)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在油田中，激光熔覆主要應(yīng)用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等方面。下面我們將分別介紹這些應(yīng)用。

　　1、石油鉆桿

　　石油鉆桿是石油鉆井作業(yè)中鉆遇地層的重要工具之一。由于鉆桿在井下受到?jīng)_擊、摩擦和腐蝕，其表面容易出現(xiàn)裂紋、磨損和腐蝕等問(wèn)題，嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的安全和效率。了解決這一問(wèn)題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于石油鉆桿的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

　　通過(guò)激光熔覆技術(shù)，在鉆桿表面形成一層硬度高、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的涂層，可顯著提高鉆桿的耐用性和使用效率。同時(shí)，激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)鉆桿表面的損傷，延長(zhǎng)鉆桿的使用壽命，降低更換成本。

　　2、抽油桿

　　抽油桿是油田采油的重要工具之一。由于長(zhǎng)期受到來(lái)自地下原油的腐蝕和摩擦，抽油桿容易出現(xiàn)磨損、裂紋、變形等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了原油的開(kāi)采和提率。為了解決這一問(wèn)題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于抽油桿的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

　　經(jīng)過(guò)激光熔覆技術(shù)，在抽油桿表面形成一層高硬度、高韌性的涂層，可顯著提高抽油桿的耐用度和使用效率。激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)抽油桿表面的損傷，延長(zhǎng)抽油桿的使用壽命，降低更換成本。

　　3、石油管道

　　輸油管道是石油生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)施之一。由于輸送的原油中往往含有腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)管道造成腐蝕和破壞，嚴(yán)重影響石油生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定。因此激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于輸油管道防腐和修復(fù)。

　　通過(guò)激光熔覆技術(shù)，可以在管道內(nèi)外表面形成一層具有高耐腐蝕性能的涂層，顯著提高管道的耐久性和安全性。同時(shí)，激光熔覆技術(shù)還可以對(duì)管道表面的損傷進(jìn)行修復(fù)，避免了管道泄漏等事故的發(fā)生，降低了維修成本。

　　總之激光熔覆技術(shù)在油田的應(yīng)用可以在抽油機(jī)上得到實(shí)現(xiàn)，大大提高了設(shè)備的壽命及安全性，也給企業(yè)帶來(lái)的益處，降低了成本。

激光熔覆技術(shù)是在基體表面添加熔覆材料，利用高能量密度的激光束將其與基體表面的薄層熔合在一起，在基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆層。激光熔覆技術(shù)是一種高度經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，可以在廉價(jià)的基體上制備性能的合金，不僅可以降低成本，還可以節(jié)省稀有材料。

　　激光熔覆在模具領(lǐng)域應(yīng)用工藝

　　激光熔覆技術(shù)在模具領(lǐng)域應(yīng)用的基本工藝流程為：模具表面檢查及維修方案確認(rèn)→模具表面油污清理→根據(jù)硬度要求選擇合理的涂層及加工參數(shù)→熔覆加工→模具加工后表面修復(fù)并在交貨前進(jìn)行檢驗(yàn)。各工序的步驟及注意事項(xiàng)為：

　　1、模具表面檢查及保養(yǎng)計(jì)劃確認(rèn)

　　檢查模具是否有裂紋、拉傷、凹坑，加工位置是否為平面或R角。根據(jù)不同問(wèn)題確定修復(fù)方案，對(duì)需要處理的地方進(jìn)行適當(dāng)打磨。

　　2、模具表面油污的清理

　　用清洗液清洗，去除水垢、油漬、油脂和油漆等，提高表面熔覆效果。

　　3、根據(jù)硬度要求選擇合理的涂層和加工參數(shù)

　　根據(jù)維護(hù)計(jì)劃和客戶要求選擇合適的功率、焦距、光斑和鍍膜(例如鑄鐵使用鐵機(jī)粉)。

　　4、包覆加工

　　涂料通過(guò)設(shè)備均勻鋪展，激光器發(fā)射激光束，激光束經(jīng)內(nèi)部透鏡折射作用于加工表面，使涂料層與基材表面形成完整的冶金結(jié)合。

　　5、處理后模具表面修復(fù)

　　鉗工對(duì)熔覆表面進(jìn)行研磨、拋光，確保模具間隙和表面粗糙度符合要求。

　　6、交貨前檢驗(yàn)

　　檢查處理后的硬度和表面粗糙度是否滿足客戶的要求，如果不符合要求，重做。

　　激光熔覆技術(shù)的特點(diǎn)：

　　1、涂層結(jié)構(gòu)均勻、細(xì)化、缺陷率低;

　　2、涂層硬度高，可達(dá)50~62HRC，具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性;

　　3、涂層與基體之間存在冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高;

　　4、根據(jù)不同情況，涂層厚度可達(dá)0~10mm;

　　5、涂層材料可以是金屬和合金，也可以是金屬陶瓷;

　　6、基材為各類鋼和鑄鐵，也可以是其他金屬和合金材料;

　　7、可形成由基層、中層、外層組成的成分和硬度梯度涂層;

　　8、基材熱影響區(qū)小，熱變形小;

　　激光熔覆技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

　　1、稀釋率較低;基材上熱影響區(qū)小;

　　2、與基體形成冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度達(dá)95%以上;

　　3、熔覆層與基體均勻，無(wú)粗大鑄造組織;

　　4、熔覆層及其界面結(jié)構(gòu)細(xì)小，晶粒細(xì)小;

　　5、無(wú)空洞、夾雜裂紋等缺陷;

　　6、激光加工時(shí)基材表面僅輕微熔化，激光加工后不存在熱變形;

　　7、熔覆層與基底潤(rùn)濕性好，結(jié)合強(qiáng)度高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;

　　激光熔覆技術(shù)可以優(yōu)化資源配置,節(jié)約貴重、稀有金屬材料,降低能源消耗,節(jié)省資金。激光熔覆修復(fù)技術(shù)、,有很強(qiáng)的保護(hù)環(huán)境的作用，屬于綠色再制造工程。國(guó)盛激光是一家從事自動(dòng)化激光熔覆設(shè)備、高速激光熔覆設(shè)備、激光淬火設(shè)備、激光焊接設(shè)備、3D打印設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。

　　國(guó)盛激光研發(fā)的高速激光熔覆的功率密度是常規(guī)激光熔覆的5-10倍，現(xiàn)又研發(fā)出的移動(dòng)式激光熔覆設(shè)備，避免了異地拆卸、運(yùn)輸、維修、安裝的過(guò)程，節(jié)省了勞動(dòng)強(qiáng)度和維修工人的時(shí)間，減少了企業(yè)的停機(jī)時(shí)間，避免了更換新零件和運(yùn)輸?shù)某杀?研發(fā)出的八軸聯(lián)動(dòng)激光熔覆設(shè)備，根據(jù)客戶應(yīng)用場(chǎng)景可配置不同規(guī)格的機(jī)器人，同時(shí)選配變位機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)、滑臺(tái)以適應(yīng)不同加工類型工件的激光熔覆加工及表面處理。

傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)修復(fù)的主要技術(shù)有熱處理、滲鉻處理、電弧噴涂等，但很難滿足農(nóng)機(jī)耐磨、耐腐蝕、的要求。隨著激光熔覆技術(shù)的不斷發(fā)展，熔覆層的性能越來(lái)越好，激光熔覆技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械修復(fù)強(qiáng)化中的應(yīng)用，除了修復(fù)受損零件外，激光熔覆技術(shù)還可用于增強(qiáng)現(xiàn)有農(nóng)機(jī)零件的性能。

　　與工業(yè)機(jī)械、航空航天、汽車等制造領(lǐng)域相比，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造始終落后，為推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，需要加強(qiáng)激光熔覆技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械修復(fù)強(qiáng)化中的應(yīng)用。借鑒其他領(lǐng)域的技術(shù)，為農(nóng)業(yè)機(jī)械的修復(fù)加固提供方向。因此，為了提高農(nóng)業(yè)機(jī)械在復(fù)雜土壤環(huán)境下的可靠性，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

　　1、原位修復(fù)：農(nóng)業(yè)機(jī)械維修強(qiáng)度高，工作環(huán)境條件差。許多農(nóng)機(jī)零部件在長(zhǎng)期使用過(guò)程中處于超負(fù)荷狀態(tài)，因此容易出現(xiàn)塑性變形、磨損、裂紋、腐蝕等問(wèn)題。原位修復(fù)是指對(duì)缺陷零件進(jìn)行特定處理，使其恢復(fù)原有尺寸，而激光熔覆是主要的原位修復(fù)技術(shù)之一，因?yàn)樾迯?fù)后的零件不易變形、冷卻速度快、精度高、性能性能等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)機(jī)修理領(lǐng)域。例如，農(nóng)業(yè)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中，齒輪零件會(huì)受到強(qiáng)烈交變應(yīng)力的作用，很容易出現(xiàn)飛邊、啃齒、變形等問(wèn)題，激光熔覆技術(shù)可以使受損齒輪恢復(fù)原來(lái)的尺寸。激光熔覆修復(fù)后的齒輪不僅能正常工作，而且齒輪的抗沖擊性、硬度和耐磨性都有很大提高。

　　此外，軸類零件也是農(nóng)業(yè)機(jī)械中經(jīng)常需要維修的零件之一。軸類零件除了承受交變應(yīng)力外，還受到摩擦磨損的影響，且摩擦磨損的影響更為顯著，這也是其損壞的主要原因。農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作環(huán)境比較惡劣，內(nèi)軸在長(zhǎng)期旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，高硬度砂粒滲入其中形成磨損，產(chǎn)生區(qū)域較深的劃痕，劃痕強(qiáng)化了磨粒的作用，進(jìn)而加劇損傷過(guò)程，形成惡性循環(huán)。應(yīng)用激光熔覆技術(shù)對(duì)軸承進(jìn)行原位修復(fù)，可以填充劃痕并恢復(fù)軸的表面形貌。激光熔覆技術(shù)制備的涂層厚度較薄，操作者可以有效控制熔覆涂層的厚度，從而修復(fù)零件的形位公差和尺寸精度。

　　2、提高耐磨性：農(nóng)業(yè)機(jī)械的磨損一般分為粘著磨損和磨粒磨損，其中磨粒磨損為常見(jiàn)。磨粒磨損是部件表面與相對(duì)較硬的磨料顆粒摩擦?xí)r發(fā)生的磨損。耕作過(guò)程中與土壤或沙子的任何直接接觸都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重磨損，提高耐磨性的熔覆材料有很多種，其中鐵基熔覆材料在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用為廣泛。

　　3、提高耐腐蝕性能：農(nóng)機(jī)耕作部件經(jīng)常在農(nóng)藥、化肥、有機(jī)肥等潮濕、腐蝕的環(huán)境下工作，從而加速農(nóng)機(jī)的損壞。激光熔覆粉末的成分將直接影響熔覆層的耐腐蝕性能。在耐腐蝕的研究和探索中，鎳基自熔性合金粉末在激光熔覆材料的研究中為，廣泛應(yīng)用于需要耐腐蝕的局部領(lǐng)域，部件維修。在熔覆過(guò)程中外場(chǎng)條件的添加和控制對(duì)熔覆層的耐腐蝕性能有著顯著的影響。

　　4、提高硬度：由于土壤下存在大石塊和植物根系，旋耕機(jī)、圓盤耙等耕作部件在犁耕過(guò)程中可能會(huì)受到較大的沖擊而損壞，這對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的硬度有更高的要求。在相同激光功率和送粉條件下，Ni60合金熔覆層硬度較高，但裂紋缺陷較多，而Fe60合金結(jié)合區(qū)硬度較高，且整體硬度分布平坦，形成良好的冶金結(jié)合，并且沒(méi)有明顯的缺陷。與鎳基合金相比，鐵基合金粉末具有理想的綜合性能，更適合45鋼的激光熔覆表面處理。適當(dāng)?shù)募す馊鄹补に嚳刂疲瑢?shí)現(xiàn)熔覆層的快速熔化和快速凝固，形成非平衡、亞晶枝晶共晶組織，激光處理后Si原子固溶強(qiáng)化和組織細(xì)晶強(qiáng)化，形成的熔覆層獲得光滑、致密、受熱影響較小的涂層，涂層硬度顯著提高。

　　激光熔覆硬質(zhì)相顆粒近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。硬質(zhì)相顆粒包括WC、NbC、TiC、Tac和Vc。 WC顆粒的添加對(duì)提高基體顯微硬度有積極作用。采用激光熔覆技術(shù)制備Ni60/WC復(fù)合涂層。涂層具有共晶組織特征，硬度高。硬度增強(qiáng)金屬基復(fù)合涂層由于具有較高的硬度和一定的塑性應(yīng)變能力，已廣泛應(yīng)用于各種具有磨損條件的機(jī)械零件表面。

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