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一种用于汽轮机转子轴的电磁复合场协同激光再制造装置

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-31 08:50:18

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-31 08:50:19

为克服背景技术中存在的缺陷,基于转子轴激光再制造过程中遇到的问题,本发明提供一种用于汽轮机转子轴的电磁复合场协同激光再制造装置,在利用激光再制造修复转子轴的过程中,将外加电场和磁场同时作用于熔池中,产生方向、大小、频率灵活可控的洛伦兹力,有效调控激光熔池流体运动、内部颗粒分布以及减少修复层内的气孔和裂纹,获得性能优良的转子轴修复层。

一种用于汽轮机转子轴的电磁复合场协同激光再制造装置,激光熔覆部的激光器连接有激光输出头,送粉头设置在激光输出头上;支架部设置在激光熔覆部的下方,支架部包括的架体竖直设置,架体的顶端可转动地穿设有夹具转轴,夹具转轴水平设置,夹具转轴的内端与夹具固定连接,夹具转轴的外端连接驱动装置;磁场部的U形铁芯沿竖直方向固定在激光输出头上,多匝线圈与磁场电源相连通,以构成磁场;电场部包括通过导线相串连的电场电源、开关;绝缘的旋转摇臂对称设置在激光输出头的两侧,且旋转摇臂与激光输出头相平行;旋转摇臂的顶端可转动地设置在激光输出头上,旋转摇臂的底端设有导电滑环,导电滑环与导线的两自由端电连接。

电力工业领域

汽轮机维修与升级:在火力发电厂和核电站中,汽轮机是关键的发电设备。汽轮机转子轴在长期运行过程中会受到磨损、腐蚀和疲劳等因素的影响,需要进行定期的维修和升级。这种电磁复合场协同激光再制造装置可以对汽轮机转子轴进行高效、精确的修复和强化,延长其使用寿命,提高发电效率和可靠性。例如,在汽轮机大修期间,使用该装置对转子轴进行再制造,可以减少更换新轴的成本和时间,提高电厂的经济效益。

新能源发电设备制造:随着可再生能源的发展,风力发电、太阳能热发电等新能源发电设备的需求不断增加。这些设备中的关键部件,如风力发电机的主轴、太阳能热发电系统中的蒸汽轮机转子轴等,也可以采用电磁复合场协同激光再制造技术进行制造和修复。该装置可以为新能源发电设备的制造和维护提供新的技术手段,提高设备的性能和可靠性。

航空航天领域

航空发动机维修:航空发动机是飞机的核心部件,其转子轴在高温、高压和高转速的恶劣环境下工作,容易出现磨损、裂纹和腐蚀等问题。电磁复合场协同激光再制造装置可以对航空发动机转子轴进行高精度的修复和强化,提高其使用寿命和可靠性。例如,在航空发动机大修期间,使用该装置对转子轴进行再制造,可以减少更换新轴的成本和时间,提高航空公司的运营效益。

航天器制造与维修:在航天器制造和维修中,对零部件的精度和质量要求非常高。电磁复合场协同激光再制造技术可以实现对航天器零部件的高精度制造和修复,满足航天器在太空环境下的使用要求。例如,在卫星、空间站等航天器的制造和维修中,该装置可以用于制造和修复关键部件,提高航天器的性能和可靠性。

机械制造领域

高端装备制造:在高端装备制造中,如大型数控机床、精密模具等,对零部件的精度和质量要求极高。电磁复合场协同激光再制造技术可以实现对这些高端装备零部件的高精度制造和修复,提高装备的性能和可靠性。例如,在制造大型数控机床的主轴时,使用该装置可以提高主轴的精度和表面质量,从而提高机床的加工精度和效率。

通用机械制造:在通用机械制造中,如汽车、船舶、工程机械等,也有大量的零部件需要进行修复和强化。电磁复合场协同激光再制造装置可以为这些通用机械零部件的制造和维修提供高效、精确的技术手段,提高机械产品的质量和竞争力。例如,在汽车发动机制造中,使用该装置可以对曲轴、凸轮轴等关键部件进行再制造,提高发动机的性能和可靠性。

浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务,以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色,大力培养德智体美劳全面发展,富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。

本发明采用磁场、电场同时辅助激光再制造来调控熔池,有效调控激光再制造过程中熔池流体运动、内部颗粒分布以及熔覆缺陷,得到性能优良的转子轴的熔覆涂层。将外加电场和外加磁场同时耦合在需要加工的转子轴修复区域中,使熔池区域的导电流体受到电磁复合场的协同作用,产生可控洛仑兹力,以调控激光再制造过程中的传热传质行为,实现对激光再制造区域中凝固组织和缺陷的调控,实现激光再制造过程中的控形和控性效果。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。