报告）。（5）熔覆加工后厚度单边不低于0.3mm。（6）熔覆后的表面尺寸必须达到标准要求。（7）熔覆层表面硬度应均匀，不允许有硬刺、气泡、脱皮、烧焦及其它缺陷，成品立柱一级中缸外表面、立柱活柱表面不得存在凹坑、凸起、点蚀等现象，要求成品尺寸偏差为Φdf9mm，表面粗糙度Ra≤0.4。（8）立柱中缸内表面及缸口与导向套配合密封面处锈蚀麻坑等，与导向套配合螺纹倒扣无法使用的进行修复，修复后保证在原图纸缸口公差尺寸ΦdE8mm范围内，处理的缸口及螺纹与缸体内径必须保证同轴度，同轴度不超过0.05mm，修复后的缸体内孔和缸口与导向套配合表面粗糙度不低于Ra≤0.4，其余修复面粗糙度不低于Ra≤0.8，硬度不低于HB220（附检测报告）。（9）修复时不得损坏立柱中缸底阀安装孔和底阀定位槽，若损坏必须修复，孔修复面粗糙度不低于Ra≤0.8；底阀安装孔和底阀定位槽保证同轴度，同轴度不超过0.1mm。（10）立柱修复参照执行《液压支架立柱技术条件》MT313-92。（11）立柱维修质量保证期两年，保证动作不低于1万次，熔覆层5年不得有脱落、气泡、点蚀、凹坑。
3.3 立柱外缸及中缸内孔熔铜修复工艺
立柱外缸、中缸内表面修理工艺流程：
内表面清洗检查→附件移除→定位面加工及缸口螺纹车除→内表面锈蚀层镗削→内表面熔敷→内表面铜合金熔覆层机械加工→缸口螺纹加工→外表面附件安装→探伤及包装。
3.3.1 熔敷材料
立柱内表面熔敷材料为一种高硬度实心镍铝青铜焊丝，该焊丝性能良好，成型性优异。使用该型焊丝所获得的熔敷层，表层硬度HB190～230，且具有良好的耐腐蚀性能及耐磨损性能。
中缸外表面熔敷材料为一种马氏体不锈钢合金粉末，该合金粉末为水雾法生产的，其形状以球型为主，表面光滑，化学成分均匀，熔点为1070～1090℃，流动性为50g/18s，松装密度为4.5g/cm3。该粉末经熔覆空冷后可直接得到马氏体及少量奥氏体组织，硬度可达HRC 48～52，具有良好的耐腐蚀、耐磨损及较好的抗裂纹性。使用该合金粉末获得的熔覆层硬度HRC 48～52，耐磨性约为基材的3.5倍，中性盐雾试验条件下开始生锈时间大于120h（27SiMn开始生锈时间0.5小时）。
3.3.2 设备介绍
内表面冷金属熔敷铜合金工艺所使用ZRF-7型熔敷设备为本公司自主研制的轴类工件内、外表面熔敷专用设备。该设备配备了新型低热输入冷金属熔敷电源，焊接无飞溅，熔覆层成型美观，其热输入小于常规气体保护焊热输入的1/3，可有效减小工件的焊接变形。ZRF-7熔敷设备采用数控操作系统，自动化程度高，生产效率高。该设备可满足内径240～700mm，长度不大于3.1m工件的内表面熔敷，可满足外径不超过800mm，长度0～3.2m工件的外表面熔敷。
主要配置：新型低热输入冷金属熔敷电源；高精度伺服电机及数字控制系统；机械摆动器；专用水冷焊枪；水循环冷却系统；大重量送丝系统。
中缸外表面熔敷所使用设备为本公司自主研发IGJR-4型半导体激光熔覆设备，能量转换效率高，耗能小，对工件的热影响小，所制备熔覆层与基体呈牢固的冶金结合并且稀释率低。该设备采用西门子808数控系统，自动化程度高，可加工更加精密的工件。
该设备主要配置如下：4轴联动精密机床；美国相干4kW半导体激光系统；精确送粉系统；双回路液体冷却系统。
4 激光熔覆与镀铬工艺之间的比较
因为不同的工艺选取的材料不同，所以激光熔覆与电镀之间也存在一定的差异，前者主要具有以下优势：
第一是抗腐蚀性能的比较，一般情况下，镀铬具有较高的硬度，因此其比较耐磨，当然要想达到最佳效果就应保证镀层之间没有缝隙。实际上，镀铬层普遍存在孔隙问题，加之这种材料本身硬度较高，如果受到外界力量的猛烈冲击就会导致镀层的裂纹，空气中的水分就会通过裂纹渗透到钢铁的表面，进而形成一个小型的铬、铁电池，由于铁的电位比铬负，因此容易导致阳极的腐蚀，铁锈生成之后随着时间的推移还会不断扩大铁锈的面积，最终将会造成整个材料的生锈。
相比之下，激光熔覆工艺形成的涂层更加紧密，很好的缓解了涂层表面的孔隙问题，这样就能够更好的保护涂层不受外界环境的破坏。
第二是结合力的比较，电镀铬的主要原理就是通过电解技术让铬沉积在最表层，出色完成铬镀层的表面工作，它们之间的结合是一种物理反应，因此结合的力量较小，效果也较差，容易导致表层起泡甚至掉落。
激光熔覆技术的工作原理则是通过大功率的激光束汇聚较高的能量，然后在最短的时间内熔化材料的表层，并且还能同时熔化原材料的表面预置及合金粉，最终形成一种无孔隙、紧密的表层。基体的热影响区域较小，因此在进行激光加工时需要把基体温度控制在80摄氏度以内，这样才能确保材料不受温度影响而变形。基体与合金粉之间的微熔、凝固操作时间是0.3秒，这种结合就是冶金结合，这种结合操作的效果远远高于电镀，减少了表层的脱落问题。
第三是操作的便利性能比较，影响电镀工作质量的主要因素有很多，不仅受到电镀液和操作环境的影响，还受到基体表面形态的影响。基体表面上的凹陷也可能引发针孔问题，针孔通常被错误的看成是电镀失误造成。要想减少针孔的出现率，提升铬镀层的表面光滑度，我们就需要重点关注基体的质量，通常情况下我们会在铬镀施工前进行相应的研磨和抛光。
与电镀施工相比，激光熔覆的施工要求更低，一般只要保证施工前所有零件表面的除锈、除油就可以了，即使存在一些细微的凹面也不会影响最终效果，熔覆还能够弥补一些细小的缺陷，这样就能够进一步降低施工难度与资金了。总而言之，激光熔覆的施工标准相对较低，但是经过激光处理后的材料性能却远远高于电镀处理的材料性能。
第四，环保性。电镀对环境影响极大，因为在采用电镀方法维修时会受到一定的厚度约束，在经过反复多次维修后立柱厚度与原来的有很大的差异，从而无法继续使用。而对于无法使用的立柱进行回炉冶炼肯定会浪费大量的能源，同时还会存在大量的有害气体，使自然生态环境受到污染，尤其是电镀后所产生的废液，会给自然水资源带去严重的污染，虽然之后可以利用相应的技术进行处理，但是避免不了会投入大量的成本费用，造成成本浪费严重。
而激光熔覆技术与之不同，不需要进行反复多次的维修，也不需要对修复的厚度进行考虑，从而不会出现上述的立柱回炉冶炼的现象，不会产生有毒气体对环境造成伤害。据相关数据显示发现，通过利用电镀修复每年所浪费的液压支架立柱在四十五万吨左右，而采用激光熔覆技术则优先减少液压支架报废情况，还降低了有毒气体的排放量。因为激光加工完全在标准厂房里的数控机床上进行，除需要较大的电力容量外，不会产生任何废气、废液，对环境无任何影响。
第五，设备投入。相对于电镀工艺的成熟（20世纪20年代国外开始广泛应用，30年代引入我国），激光加工产业的产生还只是近二、三十年的事情，目前国内外的企业也还在不断探索、创新之中，相应的激光设备价格仍然较高，初期投入远高于电镀工艺，且随着电子及光学行业的发展，未来激光加工设备的价格降低是可以预见的事情，但电镀因对环境影响极大，会随着国家的严格要求来进一步加大对后续废物处理设备的投资，综合看来，在总的投资上，激光加工仍有一定的优势。
5 结束语
通过分析激光熔覆的施工特征不难发现，这种工艺的流程较为简单、易操作，并且施工标准较低，完工后的涂层性能比普通的电镀层性能更高，而且通过科学控制涂层厚度能够有效提升其自身的耐磨性能，针对那些磨损较为严重但还能继续使用的材料进行熔覆操作，完成材料的二次利用，还能节省投资成本。总的来说，激光熔覆技术具有很高的性价比，加之其自身的节能环保特征，具有良好的未来发展前景。
作者简介：郭子光（1982，05-），男，内蒙古鄂尔多斯人，助理工程师，中国神华神东煤炭分公司设备管理中心项目部工作。