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发动机再制造冷焊关键技术及装备
作者:TTC   来源:   浏览次数:0

项目概况

本项目为发动机再制造的产业化提供关键支撑技术。亚激光精密补焊接技术是冷焊技术的一种,该技术利用精确控制的高能电弧使补材与工件熔接在一起,可广泛应用于各种钢铁、铜、铝及相关合金的修复,特别适用于较大量的修补,如发动机机体再制造中腐蚀凹坑、拉划伤和磕碰伤的修复。基于亚激光精密补焊接技术的冷焊修复技术在再制造企业已得到应用,可以在保证修复效率的前提下保持良好的修复结合力、减少热影响和残余应力,以及达到较好的硬度特性。

技术特点

1)通过研究修复层与基体的内部组织以及结合界面的元素扩散情况,证明冷焊修复可广泛应用于各种钢铁、铜、铝及相关合金的修复,特别适用于较大量的修补。

2)修复层硬度低于基体硬度,热影响区的宽度窄小,其硬度分布存在一定跳动,便于后续加工。

3)测试了修复层与基体的结合强度及基体表面残余应力,得到了适用不同材料的冷焊工艺参数,主要包括气流量、弧比、输出能量等。

4)针对冷焊修复层高低不平以及微观组织中存在硬质相的特点,优化了在镍基冷焊修复层铣削加工中的工艺参数,主要包括切削速度、每齿进给量等。

主要指标:

l        焊缝和机体以焊接熔合线为界,焊接区域片状石墨分布较为均匀,焊接过程热影响范围较小,平均0.1~0.3mm

l        亚激光精密补冷焊残余应力范围很小,峰值主要分布在离焊缝中心5mm范围内;

l        修补精度高:可使用圆丝状补材进行修补,不会失去原基准面,多余焊料少,后期整形容易。最小修补量为0.3mm(使用直径0.3mm的补材)。

l        修补速度快:最快修补量可达100mm3/min

l        基材损伤小:发热点小,不会造成基材退火变形。

市场前景:

近年来,国家出台相关政策,支持再制造产业的发展。冷焊技术作为再制造修复关键技术,必将创造可观的价值。

投资预算及效益:

1)设备投资小于5万元,包括配套设施,如瓶装氩气、小型打磨砂轮等。

2)直接经济效益:基于冷焊技术的再制造,仅需要简单的修复及加工,即可实现零部件的重新利用,节约成本80%以上,节能60%以上,节材95%以上,应用范围广泛。

3)社会效益:提高了资源利用率,对于国家节能减排、循环利用资源都有重要意义。

配图:

相关实验与冷焊样品

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焊缝和机体明显以焊接熔合线为界,元素扩散区域很窄,这说明焊接过程热影响范围很小

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车削加工前后样品对比

 

项目负责人信息

姓名:  李方义    职务职称: 教授 博士生导师

单位: 机械工程学院  联系电话: 88392003

电子信箱: lifangyi@sdu.edu.cn

 

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