賦能綠色能源裝備長效運(yùn)行，中科煜宸雙金屬激光熔覆在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用

導(dǎo)讀：隨著全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化轉(zhuǎn)型，風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)攀升。2024年，中國風(fēng)電市場繼續(xù)保持高速增長，全國風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量已達(dá)到4.67億千瓦，位居全球首位。但風(fēng)電裝備在復(fù)雜工況下的磨損、腐蝕等問題也日益凸顯。

目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的失效故障占風(fēng)力發(fā)電機(jī)總失效故障的40%，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的停機(jī)故障。激光熔覆技術(shù)憑借其高效修復(fù)、精準(zhǔn)強(qiáng)化和綠色環(huán)保等特性，正成為風(fēng)電運(yùn)維領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。

中科煜宸風(fēng)電齒輪箱
激光熔覆解決方案的典型應(yīng)用案例

1.行星中心軸新品表面激光熔覆

• 行星中心軸材料牌號：42CrMo4
• 熔覆材料：Cu合金粉末
  

行星中心軸在風(fēng)電齒輪箱中需承受高載荷、交變應(yīng)力和復(fù)雜環(huán)境，其質(zhì)量在齒輪箱運(yùn)行中起著關(guān)鍵作用，同時(shí)隨著降本增效的迫切要求，行星中心軸新的制造工藝在快速引入。激光熔覆技術(shù)可在行星軸表面制備高潤滑、耐腐蝕及抗疲勞的合金涂層，顯著提升行星軸的抗扭強(qiáng)度和耐磨性，延長使用壽命。

42CrMo4表面激光熔覆Cu合金減磨涂層，成形表面無凹坑、凸起、未熔顆粒等缺陷；波峰波谷高低差小，機(jī)加工量小。車削后表面PT探傷未見裂紋、孔洞缺陷。

2. 行星架修復(fù)

• 行星架材料牌號：QT700-2A
• 熔覆材料：Ni基合金
  

行星架長期承受風(fēng)電機(jī)組的高扭矩、沖擊載荷及鹽霧腐蝕環(huán)境，容易受損。針對磨損或損傷的行星架，激光熔覆可高效精準(zhǔn)實(shí)施局部增材修復(fù)，提升表面硬度、耐腐蝕性和抗疲勞性能的同時(shí)，能夠‌大幅降低運(yùn)維成本‌。

中科煜宸優(yōu)選滿足工藝要求的合金粉末用于行星架軸徑工作面激光熔覆。對于尺寸缺失較多的行星架，采取層間冷卻多次熔覆方式嚴(yán)格控制質(zhì)量缺陷以滿足熔覆層尺寸要求，外觀及探傷檢測無裂紋、夾雜、氣孔、未熔合等缺陷。

3. 主軸與齒輪修復(fù)

• 主軸材料牌號：42CrMo4
• 熔覆材料：Fe基合金
  

風(fēng)電主軸和齒輪因長期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，表面易發(fā)生磨損、點(diǎn)蝕和剝落。激光熔覆可對失效區(qū)域完成局部修復(fù)，熔覆層硬度在HRC30以上，耐磨性提升，同時(shí)減少材料浪費(fèi)，綜合成本較傳統(tǒng)更換方案降低40%。

通過復(fù)合制造工藝，實(shí)現(xiàn)主軸激光熔覆層殘余應(yīng)力大幅降低，甚至實(shí)現(xiàn)預(yù)置殘余壓應(yīng)力（主軸軸承位激光熔覆后殘余應(yīng)力檢測-312.43MPa），提高激光修復(fù)后主軸疲勞強(qiáng)度。

• 行星齒輪材料牌號：42CrMo4
• 熔覆材料：FeCr合金粉體材料
  

針對行星齒輪內(nèi)壁劃傷深度0.5-1mm、平均硬度55HRC的修復(fù)需求，采用機(jī)器人+轉(zhuǎn)盤激光熔覆加工平臺實(shí)施精準(zhǔn)修復(fù)。通過配備內(nèi)孔熔覆激光加工頭，以螺旋線軌跡對磨損區(qū)域進(jìn)行熔覆覆蓋，同時(shí)對油孔采用封堵預(yù)處理技術(shù)‌。選擇FeCr合金粉體材料進(jìn)行單層熔覆1.5mm，在保證耐磨性提升的同時(shí)維持齒輪抗沖擊性能‌。

4. 箱體維護(hù)

• 箱體材料牌號：QT400
• 熔覆材料：Ni基合金
  

齒輪箱箱體孔位存在磨損、拉傷、磕碰等問題，影響了零部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。激光熔覆技術(shù)可在箱體表面形成耐磨損、耐蝕合金涂層，并通過工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)內(nèi)孔高效、高質(zhì)量修復(fù)強(qiáng)化，提升風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行效率。

針對風(fēng)電齒輪箱箱體內(nèi)孔軸承安裝位的磨損與拉傷問題，采用低熱輸入激光熔覆技術(shù)結(jié)合精細(xì)送粉工藝實(shí)施修復(fù)‌。在QT400球墨鑄鐵基體表面熔覆鎳基合金粉末，實(shí)現(xiàn)修復(fù)層與基體的梯度冶金結(jié)合‌，冶金缺陷控制良好，無氣孔、裂紋缺陷。

中科煜宸風(fēng)電齒輪箱激光熔覆解決方案不僅解決了關(guān)鍵部件的制造與修復(fù)難題，更以高效、環(huán)保、低成本的優(yōu)勢，為風(fēng)電行業(yè)注入長效動力。從新品制造到后期運(yùn)維，中科煜宸致力于以技術(shù)創(chuàng)新推動綠色能源裝備的可持續(xù)發(fā)展，為全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。