1概述20世纪全球经济高速发展。与此同时，对自然资源的任意开发和对环境的无偿利用，造成全球的生态破坏、资源浪费和短缺、环境污染等重大问题。面对处理大量失效、报废产品这一严峻问题，再制造工程应运而生。再制造工程是解决资源浪费、环境污染和废旧装备翻新的*佳方法和途径，是符合国家可持续发展战略的一项绿色系统工程。
激光作为一种强力、非接触、清洁的热源进入加工领域以来，解决了许多常规方法无法加工和很难加工的问题，极大地提高了生产效率和加工质量，为再制造提供了一种先进而有效的技术手段。
激光加工技术已被誉为“未来制造业的共同加工手段”。几个世纪以来，材料加工领域由手工加工时代过渡到火焰加工时代，又由火焰加工时代过渡到电加工时代。激光加工的出现正促使目前的电加工时代向光加工时代转变。激光加工技术同再制造产品相结合，所形成的激光再制造工程技术和激光再制造产业，是再制造工程技术和再制造产业的重要组成部分。在诸种再制造技术手段中，激光再制造具有十分独特的技术优势和广阔的发展前景。
2激光再制造技术特点2.1激光再制造技术特点再制造是产品维修、报废阶段的一种再生处理，是用高技术对废旧装备修复、改造的产业化。
再制造对象既可以是设备、系统、设施，也可以是零部件。激光再制造是以丧失使用价值的损伤、废旧零部件作为再制造毛坯，利用以激光熔覆技术为主的高新技术对其进行批量化修复、性能升级，所获得的激光再制造产品在技术性能上和质量上都能达到甚至超过新品的水平。激光再制造是规模的生产模式，它有利于生产自动化和产品的在线质量监控，有利于降低成本、降低资源和能源消耗、减少环境污染，能以*小的投入获得*大的经济效益。
具有优质、高效、节能、节材、环保的基本特点。
绿色激光再制造工程的*大优势，是能够以先进成形技术方法制备出优于基体材料性能的覆层，如采用金属材料的表面强化处理、激光显微仿形熔覆等技术修复和强化零件表面，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能，这层表面材料厚度从几十微米到几毫米，与制作部件的整体材料相比，厚度薄、面积小，但却承担着工作部件的主要功能，使工件具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等能力。
激光再制造技术与传统制造技术的重要区别之一是利用原有零件作为再制造毛坯，采用激光再制造成形技术，使零部件恢复尺寸、形状和性能，形成激光再制造产品。主要包括在新产品上重新使用经过再制造的旧部件，以及对长期使用过的产品部件的性能、可靠性和寿命等通过再制造加以恢复和提高，从而使产品或设备在对环境污染*小、资源利用率*高、投入费用*小的情况下重新达到*佳的性能要求。
2.2激光熔覆技术特点激光熔覆技术是激光再制造的基础技术之一，它是利用大功率、高能量激光束聚焦能量极高的特点，瞬间将被加工件表面金属微熔，同时使零件表面预置或同步自动送置的合金粉剂完全熔化。激光束扫描后合金快速凝固，获得与零件基体完全冶金结合的致密熔覆层。激光熔覆可将高熔点材料熔覆在低熔点材料表面，且材料成分不受通常的冶金热力学条件限制，因此采用的熔覆材料范围广泛，通常采用耐热、耐磨、耐腐蚀和耐疲劳性能好的材料。
与其它传统加工技术相比，激光熔覆具有以下几个显著特点：2.2.1光熔覆层与基体为冶金结合，结合强度不低于原基体材料的90%，因此可以用于一些重载条件下零件的表面强化与修复，如大型轧辊、大型齿轮、大型曲轴等零件的表面强化与修复。
2.2.2基体材料在激光加工过程中表面微熔，微熔层仅为0.050.1 mm.基体热影响区极小，一般为0.10.2 mm.
2.2.3激光加工过程中基体温升不超过80℃，激光加工后热变形小。因此适合强化或者修复一些高精度零件或者对变形要求严格的零件，如精轧辊的表面强化处理。
2.2.4激光熔覆技术可控性好，易实现自动化控制，可以对几何形状复杂的产品零部件进行修复，如涡轮动力叶片等。
2.2.5熔覆层与基体均无粗大的铸造组织，熔覆层及其界面组织致密，晶体细小，无孔洞、夹杂、裂纹等缺陷，金相组织如所示。
2.2.6激光熔覆复合层由底层、中间层以及面层各具特点的梯度功能材料组成，底层具有与基体浸润性好、结合强度高等特点；中间层具有一定强度和硬度、抗裂性好等优点；面层具有抗冲刷、耐磨损和耐腐蚀等性能，使修复后的设备在安全和使用性能上更加有保障。
2.2.7激光熔覆技术可以任意仿形修复和制造零件，熔覆层厚度可以按需要达到预定的几何尺寸要求。
激光熔覆技术的应用和发展，解决了传统表面加工如：电焊、氩弧焊、喷涂、镀层等无法克服的材料选用局限性、工艺热变形、组织粗大、热疲劳损伤及结合强度差等一系列技术难题。目前，该技术已经成功应用于以涡轮动力机械设备为代表的重大机械设备的再制造，得到了用户的广泛认可。
3激光再制造技术工程化应用现状激光再制造是再制造新兴的前沿技术，发展较快。自激光熔覆技术诞生以来，作为一种修复技术已得到许多重要应用。国际上如英国P.R航空发动机公司将它用于涡轮发动机叶片的修复，美国海军实验室用于修复舰船螺旋桨叶。在我国，激光再制造技术也在近几年取得很大进展，随着循环经济理论的提出和建设节约型社会的要求，激光再制造技术的工程化应用范围也逐步扩大。目前，激光再制造公司已有十多家，其中沈阳大陆激光技术有限公司是国内*大的激光再制造高新技术企业。沈阳大陆激光技术有限公司自1998年创办以来，就致力于激光熔覆技术和激光再制造产品的开发及其产业化应用，逐步形成自主知识产权体系和质量技术标准体系。
目前，已先后对石化、电力、冶金等十几个行业，烟气轮机、离心式压缩机、螺杆压缩机、地面燃机、TRT、发电机转子、工业汽轮机、往复式压缩机、蒸汽轮机、轴流风机等十大机组和各种轴类件，连铸连轧线、热轧线、高线等关键设备以及航空发动机和大型内燃机的热端部件等以涡轮动力机械设备为主的几十种产品进行激光再制造，得到了二百多家企业的认可和信赖，为用户节省数亿元的产品维护费用，取得了显著的经济效益和社会效益。截至目前，沈阳大陆激光技术有限公司已申报激光再制造方面的专利22项，其中发明专利19项，授权2项；实用新型专利3项，授权3项。并在今年向国家标准化委员会申请组建“激光再制造专业技术委员会”，同时不断完善现有企业激光再制造技术标准，并争取申报国家行业标准，以此来约束和规范激光再制造行业技术行为，保证激光再制造产品质量。随着激光再制造产品质量标准的制订和实施，激光再制造技术必将以更快的速度发展。
4激光再制造的工程化应用实例4.1激光再制造机械设备典型案例4.1.1烟气轮机烟气轮机是石化行业催化裂化装置中重要的能量回收设备，由于在高温、粉尘和腐蚀的环境下工作，烟气轮机频繁发生故障，严重影响了企业的生产与经济效益。中石油玉门油田分公司炼化总厂的YLⅡ－4000 H（Q）烟气轮机损伤情况如～图6所示，Ⅰ、Ⅱ级动叶片顶部冲蚀，形成缺角；进气端叶根部冲蚀，形成冲蚀坑；排气边叶根部冲蚀减薄，锁头约2/3部分冲蚀掉。Ⅰ、Ⅱ级轮盘排气侧榫齿槽边缘冲蚀；进气侧榫齿端面从锁窝到根部（R连接处）冲蚀；形成环状冲蚀沟槽；轮缘中部冲蚀，形成环状冲蚀沟槽。连轴器端主轴径磨损划伤；非连轴器端主轴径严重磨损；整段轴面存在磨损沟槽，并有一条宽7 mm，深6 mm的深沟；与轮盘连接的发兰气封轴面磨损。经沈阳大陆激光技术有限公司激光再制造后的状态。
据统计，我国目前在线使用的烟气轮机约120台左右，由于其运行工况较恶劣，经常会发生不同程度的损伤。从1999年至2005年底，沈阳大陆激光技术有限公司激光再制造的各种烟气轮机台次和型号如所示：其中，激光再制造烟气轮机约占全部运行烟气轮机的80％，部分烟气轮机经过多次激光再制造。
4.1.2汽轮机汽轮机是火力发电厂的核心设备，是我国电力工业的基础，体现着一个国家的机械制造水平。由于其在高温、高压等及其苛刻的条件下工作，极易出现损伤。0为绥中发电有限责任公司从俄罗斯进口的80万千瓦汽轮机动叶片围带铆钉气流冲蚀损伤状态，当时俄罗斯汽轮机生产厂家认为不可修，需要更换新件，周期三个月，*终沈阳大陆激光技术有限公司用12天时间激光再制造完工，为使用家挽回了巨大的经济损失。
由于汽轮机特殊的工作条件，导致每年都有大量的机组零部件损伤，采用激光再制造技术对汽轮机的一些关键零部件，如汽轮机轴颈、末级叶片和隔板等进行性能恢复和提升，不仅可以节约大量资金和原材料，也可以缓解我国汽轮机供需紧张的矛盾。
4.1.3螺杆压缩机螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占所有容积式压缩机销售量的80％以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50％是螺杆压缩机。今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断扩大。
螺杆压缩机转子精度等级高、制作工艺复杂、生产成本高、周期长。转子的的工艺条件苛刻，工作压力从常压到几个大气压，空气要经过过滤，可连续运转使用10年以上。但在运行中，螺杆转子的工作环境差，由于气体中的杂质、过载或意外因素受到损伤，严重影响气体压缩机的使用寿命，如果重新制造，从工期到成本都是用户所无法承受的。激光再制造技术的诞生和发展，解决了传统方法无法使损伤螺杆压缩机性能恢复和提升的难题，为螺杆压缩机的再制造带来了新的技术手段。其失效原因是转子运转中轴向位移，造成转子工作面磨损。
激光再制造工程是装备工程学、材料工程学、机械工程学、维修工程学、表面工程学以及环境保护等多学科的交叉学科。激光再制造产品的质量控制是激光再制造工程的核心，激光仿形熔覆技术和表面技术是激光再制造工程的关键技术，而这些技术的应用又离不开产品的失效分析、检测诊断、寿命评估、质量控制等多种学科。激光再制造机械设备涉及多种技术，主要工艺流程如所示。
5结语（1）激光再制造工程是解决资源浪费、环境污染的一种有效方法和途径，是符合国家可持续发展战略的一项绿色系统工程。
（2）激光再制造是再制造新兴的前沿技术，具有优质、高效、节能、节材、环保的基本特点，激光再制造产品在技术性能上和质量上都能达到甚至超过新品的水平。
（3）激光再制造技术在我国发展迅速，广泛应用于石化、电力、冶金、铁路等行业，为我国许多损伤或报废重大装备及进口设备的修复和改造提供了新的技术手段。
（4）开展重大装备激光再制造，发展快速、高效、精密的激光再制造技术不仅具有广阔的市场需求，而且具有重大的经济效益和社会效益。
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