基于液壓支架立柱的激光熔覆再制造技術(shù)的研究

　　液壓支架主要用于煤礦礦井內(nèi)頂板、煤壁的支撐，液壓支架立柱是其主要承載部件，制造成本較高。在當今不景氣的煤炭市場環(huán)境下，當務之急的是研究如何降低液壓支架立柱的使用成本，延長其使用壽命。

　　一、激光熔覆再制造技術(shù)概述

　　液壓支架立柱作為液壓支架的重要組成部件，處于酸、堿腐蝕嚴重的惡劣工況下，其表面容易被銹蝕、劃傷，使其失效，支撐力達不到安全要求，對井下安全生產(chǎn)造成較大隱患。因此，高效保質(zhì)的修復液壓支架立柱，是保障煤礦安全運行的有效手段，提高煤礦經(jīng)濟效益的途徑。

　　目前液壓支架立柱修復技術(shù)主要有電鍍修復、等離子熔覆、激光熔覆技術(shù)。電鍍修復是指工件表面電鍍一層金屬，使其幾何尺寸達到要求； 等離子熔覆是離子態(tài)電弧夾帶金屬粉在涂布承載面進行熱態(tài)的表面沉積形成表面涂層，從而對缺陷修補；激光熔覆技術(shù)是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面預置涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層， 從而改善基體材料表面的耐磨、耐蝕等的工藝方法。通過對三種技術(shù)修復后的立柱進行使用后發(fā)現(xiàn)， 激光熔覆再制造技術(shù)修復后的立柱有較強的耐腐蝕性，較高的硬度，符合立柱使用標準，且其使用壽命是電鍍修復的6 倍以上。液壓支架立柱通過激光熔覆再制造技術(shù)進行修復，延長了其使用壽命。

　　二、液壓支架立柱激光熔覆再制造技術(shù)研究

　　激光熔覆再制造技術(shù)的設備核心為激光熔覆系統(tǒng)， 選用半導體激光加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個體積小、效率高的激光頭、系統(tǒng)控制單元及水冷系統(tǒng)構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)緊湊小巧，運用廣泛。此系統(tǒng)的優(yōu)點為：①能夠加工出極好的冶金覆層，對缺陷修復效果顯著。②具有較低的熱輸入和粉末覆蓋，能達到能量集中、降低材料消耗。③預處理和后處理簡單， 省時省力④能夠達到控制，確保修復準確高效。⑤較低的殘余應力變形，不影響立柱的正常使用。因此，利用半導體激光加工系統(tǒng)，可使激光熔覆技術(shù)更好地應用于液壓支架立柱的修復。

　　三、效益分析

　　（一）性能效益

　　液壓支架立柱通過激光熔覆技術(shù)修復，其激光熔覆層與立柱基體形成了牢固的冶金結(jié)合熔覆層，熔覆層組織致密，無氣孔，有較好的耐腐蝕性、耐磨和抗沖擊性，使用壽命是電鍍修復的6倍以上。

　　（二）經(jīng)濟效益

　　激光熔覆再制造技術(shù)修復液壓支架立柱還處于發(fā)展階段，維修成本較高，約是電鍍修復的6倍，修復后的立柱使用壽命為電鍍修復的6倍以上。隨著技術(shù)的發(fā)展成熟，激光熔覆再制造技術(shù)的修復成本呈逐年下降的趨勢。綜合來看，激光熔覆再制造技術(shù)的性價比是比較高的，相對其他修復技術(shù)，占有明顯優(yōu)勢。

　?。ㄈ┉h(huán)境效益

　　電鍍修復前要對立柱進行酸洗，會產(chǎn)生大量酸洗廢水，對環(huán)境造成污染，而激光熔覆再制造技術(shù)則不存在此類問題，能有效地保護環(huán)境。

　　四、結(jié)語

　　激光熔覆再制造技術(shù)趨于成熟，液壓支架立柱的修復在性能、經(jīng)濟效益及環(huán)境保護等方面具有明顯優(yōu)勢。通過我們對激光熔覆再制造技術(shù)的研究及分析，在未來的立柱修復行業(yè)中，激光熔覆再制造技術(shù)必然會占主導地位。

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