Natalerowanie laserowe: „Czarna technologia wzmocnienia powierzchni” dla budownictwa i naprawy statków

W środowisku morskim elementy statków napotykają na trwałe wyzwania, takie jak korozja i zużycie przez cały rok. Tradycyjne metody naprawy powodują nadmierne odkształcenia lub charakteryzują się ograniczoną grubością napawania, nie spełniając wymagań eksploatacyjnych kluczowych części. Pojawienie się technologii napawania laserowego przyniosło przełomowy postęp w budowie i naprawie statków, stając się skutecznym narzędziem do efektywnej naprawy i wzmocnienia powierzchni.

Napawanie laserowe technologia stopia proszek stopowy przy użyciu wiązki laserowej o wysokiej energii, tworząc warstwę wzmocnioną na powierzchni części, która osiąga wiązanie metalurgiczne z podłożem. Proces ten charakteryzuje się nie tylko wysoką wytrzymałością połączenia, ale także minimalnym odkształceniem termicznym. System składa się z podstawowych komponentów, w tym źródła laserowego, urządzenia do doprowadzania proszku oraz systemu chłodzenia, a obecnie rozwinął się do poziomu obróbki wspomaganej przez roboty z dokładnością do 0,005 mm, umożliwiając precyzyjne reagowanie na złożone potrzeby naprawcze elementów statkowych.

Wybór materiałów naprawczych jest bardzo elastyczny: powszechnie stosowane proszki stopowe na bazie Ni i Co doskonale sprawdzają się pod względem odporności na zużycie i korozję, podczas gdy proszki na bazie Fe oferują znaczące korzyści kosztowe. Dzięki metodzie synchronicznego dozowania proszków lub nanoszenia proszków metodą warstw prezentowanych można tworzyć spersonalizowane powłoki dostosowane do materiału i warunków pracy części okrętowych. Na przykład, napawanie powierzchni wałów korbowych stopem pamięci kształtu na bazie Fe może znacząco zmniejszyć zużycie i wydłużyć czas eksploatacji o ponad 8 razy.

W budowie i naprawie statków ta technologia znalazła szerokie zastosowanie w krytycznych komponentach, takich jak tuleje cylindrów silnika wysokoprężnego, wały korbowe oraz wały śrubowe. Niezależnie od tego, czy chodzi o naprawę zadrapań pierścieni węglowych na tulejach cylindrów ze staliwa, czy usuwanie korozji na powierzchniach uszczelniających zaworów ze stali stopowej, napawanie laserowe zapewnia precyzyjne odnowienie, a wydajność po naprawie jest porównywalna z nowymi częściami. Dzięki wykorzystaniu technologii symulacji numerycznej możliwe jest wcześniejsze zoptymalizowanie parametrów procesu, co znacząco skraca czas i obniża koszty napraw.

Jednak technologia napotyka wciąż na pewne wyzwania: niska wydajność naprawy dużych komponentów, niedostateczna przenośność urządzeń oraz trudności w kontrolowaniu dokładności naprawy niektórych kluczowych części. W przyszłości, wraz z rozwojem wysokoenergetycznych lasery i przenośnym sprzętem, w połączeniu z poprawą standardów branżowych, napawanie laserowe będzie szerzej stosowane w naprawach okrętów w terenie. Zapewni silniejsze wsparcie dla poprawy jakości i zwiększenia efektywności w przemyśle stoczniowym, sprzyjając ekologicznym naprawom i długotrwałej eksploatacji.