瑞兆激光总经理韩宏升谈激光加工技术及其应用
【机床商务网 名企在线】激光是20世纪科学技术发展的重要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一。激光加工是激光应用有发展前景的领域，特别是激光熔覆、激光焊接和激光切割技术，近年来更是发展迅速，产生了巨大的经济、社会效益。一束激光，妙手回春，成就了河北瑞兆激光再制造技术有限公司(以下简称瑞兆激光)这所“机电医院”再造资源、成就节约的美名。许多钢铁企业的机电设备关键零部件磨损或报废后，找到瑞兆激光进行修复再造，其使用效果和寿命可与新购件媲美，而修复费用只相当于新件购买费用的百分之几甚至更低。
多姿多彩的激光加工技术
据瑞兆激光总经理韩宏升介绍，激光加工是以聚焦的激光束作为热源轰击工件，对金属或非金属工件进行熔化形成小孔、切口、连接、熔覆等的加工方法。瑞兆激光的加工技术很多，主要有激光熔覆、激光热处理及表面强化技术、激光合金化纳米强化技术、再制造无损检测评估技术和先进的机电修复和再制造技术，以及材料制备、复合焊接、热处理与机加工等综合技术等。
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被熔覆基体上放置选择的涂层材料，经激光束辐照使之和基体表面层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的熔覆层，以改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化性和电气特性的工艺方法。激光熔覆工艺精度高、可控性好，适用于对精密零件或局部失效的零部件进行修复处理，可熔覆的材质品种多、范围广泛。
激光热处理(英文缩写LHT)也称激光淬火或激光相变硬化，是以高能量激光束快速扫描工件，使被照射的金属或合金表面温度以极快速度升高到相变点以上，激光束离开被照射部位时，由于热传导作用，处于冷态的基体使其迅速冷却而进行自冷淬火，得到较细小的硬化层组织，硬度一般高于常规淬火硬度。该技术主要用于强化零部件的表面，提高其表面硬度、耐磨性、耐蚀性以及强度和高温性能等。
目前，国内外普遍采用超声检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测等五大常规检测技术对再制造毛坯进行无损检测。现阶段无损检测已进入无损评价的发展阶段，不仅要对缺陷的定性、定量、定位的三定问题进行检测，而且要进一步根据所检测出的缺陷来评价其对被检件性能的影响，来实现对评价对象寿命评估的目的。未来随着技术水平的逐渐提高，再制造无损检测主要有装备的早期诊断、原位检测、网络化检测三大发展方向。
激光加工技术大有用武之地
韩宏升指出，激光加工技术在钢铁业的应用广泛，大有用武之地。
一是激光熔覆轧辊。轧辊的激光熔覆包括以下几种：
针对锻钢和铸钢轧辊，激光熔覆技术可以在锻钢轧辊表面获得高硬度、层深为2mm以上的硬化熔覆层，可以大幅度延长轧辊的使用寿命。激光熔覆技术还可以对轧辊的辊面和轴颈进行修复。
针对合金半钢轧辊，其经过激光熔覆或表面合金化处理后，轧辊表面硬度可以大幅度提高。对于半钢制成的带钢粗轧辊、中轧辊以及棒线材的粗轧辊、中轧辊等，激光熔覆技术的使用效果良好。激光熔覆技术还可以对合金半钢轧辊轴颈进行修复。
针对铸铁辊，激光熔覆或激光合金化技术可以在冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊表面获得高硬度、红硬性好的硬化层，可以大幅度延长铸铁轧辊的使用寿命。激光熔覆技术还可以对铸铁轧辊的轴颈进行修复。
二是激光熔覆轴类件。在钢铁企业，轴类零件多如牛毛，且常处于高温大负荷工况环境中，在工作过程中，其表面往往因为摩擦、挤压、冲击和腐蚀等综合作用发生磨损、疲劳点蚀等失效现象。如果这些轴承零件失效后直接报废，会造成成本的增加和资源的浪费。利用激光熔覆技术将此类失效和报废的轴类零件进行再制造，使其达到新品甚至优于新品的性能，将具有重大的经济意义和社会意义。
三是条件下的激光熔覆技术。激光熔覆技术可以修复各种金属部件的几何缺失，按照原制造标准进行几何尺寸的恢复和性能的提升。随着工程技术的发展，对金属部件的工作条件要求越来越苛刻。因为经常工作在高交变应力、高温、高速、高腐蚀等条件下，制造金属部件的材料须要同时具有多种性能，才能满足零部件特殊的服役条件。而且这些部件的制造成本高、制造周期长，一旦失效会产生巨大的经济损失和安全事故。因此，以条件下关键零部件的强化与修复为切入点，激光熔覆技术受到人们的关注并取得进展。
据介绍，激光熔覆前，瑞兆激光通过应力云分析及叶片可修复性判据，判定工件剩余寿命及修复价值，然后通过光谱分析、理化检验及现场使用情况判定损伤原因，从而确定合金粉末的配比，再通过激光扫描仪进行待修复部位几何模型快速重建、分层切片和扫描路径规划，后进行三维立体激光增材制造修复。
“技术+服务升级”树品牌
采用新技术，占领制高点，走创新驱动之路，打造高科技绿色企业，是韩宏升为瑞兆激光选择的发展道路：“作为高科技企业，必须保持核心技术的，要想拓展市场，多分得蛋糕，就必须‘他无我有、他有我优、他优我特’。”
瑞兆激光始终把科技投入作为优先保障项目，科研经费年均增长30%以上。2015年以来，瑞兆激光先后建成了河北省激光再制造工程技术研究中心、河北省激光再制造院士工作站，公司有26名科研技术人员被吸纳进院士工作站。该站的重点工作是对煤气透平膨胀机承缸、叶片磨损后的激光再制造，高性能激光熔覆合金粉末，高速动平衡技术等相关课题进行研究。
此外，瑞兆激光成立了以韩宏升为主导的“员工创新工作室”，开展技术改造和工艺革新，普及和推广技术成果和创新理念。通过产、学、研结合，该公司先后攻克汽轮机、轴流风机、TRT叶片、隔板、转子轴颈、承缸激光熔覆等38项技术难题，研发铁基、镍基和钴基等合金粉末材料12种，获得耐高温磨损复合导卫托辊制备方法等17项发明。目前，瑞兆激光在核心技术上从“跟跑”升级为“领跑”。
为承揽更多的“瓷器活儿”，瑞兆激光投资1.3亿元，引进了50吨高速动平衡检测中心和15兆瓦大型电机试验站，一举结束了整个华北地区没有高速动平衡设备和大型电机试验站的历史，实现机电一体化和机电设备现场维护、保养、检测检修、大修、再制造、改造升级、机电物流等配套的全产业链服务，使瑞兆激光的科研和生产服务能力进一步提升。
2016年，国家电力投资公司贵州鸭溪电厂48吨重的发电机转子产生剧烈振动和噪声，已无法正常发电，购新转子需数千万元人民币。该厂将这根转子运到瑞兆激光，放在其高速动平衡系统上进行检测。查出了振动原因后，瑞兆激光对其修复再造，使用效果很好。瑞兆激光仅收取修复费人民币28万元，为客户节省数千万元。
在成绩面前，韩宏升并不满足。瑞兆激光推出“互联网+机电医院”模式和机电设备资源共享服务模式，实现了从设备拆卸到安装调试全程“一条龙”服务，以及合同化、全托式服务，该公司机电再制造技术服务得以全面升级。
随着科技创新能力的稳步提升，瑞兆激光的市场逐步由河北拓展到黑龙江、山东、内蒙古等国内20多个省份和越南、摩洛哥等国家和地区，业务范围也由原来的钢铁业延伸到石油、化工、热电、造船、造纸等多个行业。依靠独特而的激光修复核心技术，瑞兆激光不仅获得了源源不断的订单，而且创造了不可估量的资源循环利用价值和社会效益。
(原标题：一束激光 妙手回春———瑞兆激光总经理韩宏升谈激光加工技术及其应用)
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