一前期準(zhǔn)備

在進行抽油桿激光熔覆修復(fù)加工之前前期準(zhǔn)備工作至關(guān)重要首先要對抽油桿進行全面細致的預(yù)處理這就如同搭建房屋前要夯實基礎(chǔ)一樣清洗是第一步采用專業(yè)的清洗設(shè)備和清洗劑去除抽油桿表面附著的油污泥沙原油等雜質(zhì)這些雜質(zhì)如果不清除干凈就會像在原本干凈的畫布上潑灑了污漬影響后續(xù)熔覆層與基體的結(jié)合質(zhì)量除銹也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)抽油桿長期在井下工作表面不可避免地會生銹銹層的存在不僅會降低熔覆層的附著力還可能在熔覆過程中產(chǎn)生氣孔夾渣等缺陷可以使用化學(xué)除銹劑或機械除銹方法如噴砂打磨等將銹層徹底去除使抽油桿表面露出金屬光澤

除油同樣不容忽視油污會阻礙激光能量的傳遞影響合金粉末的熔化和鋪展進而降低熔覆層的質(zhì)量通過有機溶劑清洗或堿液清洗等方式確保抽油桿表面無油污殘留

在完成清洗除銹除油等預(yù)處理工作后根據(jù)抽油桿的材質(zhì)和具體使用要求選擇合適的激光熔覆粉末成為了另一個關(guān)鍵任務(wù)不同的材質(zhì)和使用環(huán)境對熔覆層的性能要求各異例如在高腐蝕環(huán)境下需要選擇具有良好耐腐蝕性的合金粉末如含有鎳鉻等元素的合金粉末;在高磨損環(huán)境中則要選擇硬度高耐磨性好的粉末如 WC 增強的合金粉末同時粉末的粒度流動性潤濕性等物理性能也需要綜合考慮以確保在激光熔覆過程中能夠均勻地輸送和熔化與基體實現(xiàn)良好的冶金結(jié)合

二預(yù)熱處理

完成前期準(zhǔn)備后接下來就是預(yù)熱處理環(huán)節(jié)預(yù)熱對于抽油桿激光熔覆修復(fù)加工有著重要意義它就像運動員比賽前的熱身運動能夠讓抽油桿更好地適應(yīng)后續(xù)的加工過程預(yù)熱的主要目的是降低熔覆過程中基體與熔覆層之間的溫度梯度減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生從而有效避免熔覆層出現(xiàn)裂紋剝落等缺陷

在實際操作中有多種工具可以用于預(yù)熱常見的有電阻加熱爐和火焰焊槍電阻加熱爐通過電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量能夠較為精確地控制溫度使抽油桿受熱均勻火焰焊槍則利用可燃氣體燃燒產(chǎn)生的高溫火焰對抽油桿進行加熱操作相對靈活但溫度控制的精度相對較低

預(yù)熱的溫度一般控制在 300℃ - 450℃之間這個溫度范圍經(jīng)過大量實踐驗證能夠在保證降低熱應(yīng)力的同時避免因溫度過高導(dǎo)致基體組織發(fā)生過度變化預(yù)熱的長度至少要達到 200mm這樣可以確保熔覆起始端有足夠的熱緩沖區(qū)域減少起始端的應(yīng)力集中預(yù)熱時間通常為 0.5h - 2h具體時間會根據(jù)抽油桿的直徑材質(zhì)以及預(yù)熱工具的加熱功率等因素進行適當(dāng)調(diào)整例如對于直徑較大的抽油桿需要適當(dāng)延長預(yù)熱時間以保證其內(nèi)部也能達到均勻的預(yù)熱溫度

三熔覆操作

當(dāng)預(yù)熱處理完成后就進入到了核心的熔覆操作階段在這個階段激光熔覆設(shè)備就像是一位技藝精湛的工匠精心打造著抽油桿表面的熔覆層使用專業(yè)的激光熔覆設(shè)備通過送粉裝置將預(yù)先選擇好的金屬粉末均勻地輸送到抽油桿表面這一過程中送粉裝置的精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要它直接影響著粉末的輸送量和分布均勻性就如同廚師在烹飪時精準(zhǔn)地控制調(diào)料的添加量一樣

與此同時高能激光束聚焦在抽油桿表面瞬間釋放出巨大的能量使到達的金屬粉末迅速熔化在高溫下熔化的合金粉末與抽油桿基體表面的一薄層材料相互擴散融合隨后快速凝固和冷卻逐漸在抽油桿表面形成一層緊密結(jié)合的熔覆層這個熔覆層就像是為抽油桿穿上了一層堅固的鎧甲賦予其優(yōu)異的性能熔覆層的厚度一般要求≥1.5mm這樣的厚度既能保證修復(fù)后的抽油桿具有足夠的強度和耐磨性又能滿足實際使用中的各種工況要求 在熔覆過程中還需要精確控制激光的功率掃描速度光斑直徑等參數(shù)這些參數(shù)的微小變化都可能對熔覆層的質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響例如激光功率過高可能導(dǎo)致熔覆層過熱燒損功率過低則可能使粉末熔化不完全影響結(jié)合強度;掃描速度過快會使熔覆層厚度不均勻過慢則會降低生產(chǎn)效率

四后續(xù)處理

熔覆操作完成后并不意味著整個修復(fù)加工過程的結(jié)束后續(xù)處理工序同樣不可或缺后續(xù)處理的目的是進一步優(yōu)化修復(fù)后的抽油桿的性能和精度使其完全符合使用要求

打磨是常見的后續(xù)處理工序之一經(jīng)過熔覆后的抽油桿表面可能存在一些不平整的地方如熔覆層的凸起表面的氧化皮等通過打磨可以去除這些瑕疵使抽油桿表面更加光滑平整達到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求打磨過程中需要根據(jù)抽油桿的材質(zhì)和熔覆層的特性選擇合適的打磨工具和工藝參數(shù)避免對熔覆層造成損傷

檢測也是必不可少的環(huán)節(jié)采用多種檢測手段對修復(fù)后的抽油桿進行全面檢測如外觀檢測尺寸測量硬度測試探傷檢測等外觀檢測主要檢查熔覆層表面是否有裂紋氣孔剝落等缺陷;尺寸測量確保抽油桿的各項尺寸符合設(shè)計要求;硬度測試可以評估熔覆層的硬度是否達到預(yù)期從而判斷其耐磨性能;探傷檢測則能夠發(fā)現(xiàn)內(nèi)部可能存在的缺陷如未熔合夾渣等確保抽油桿在使用過程中的安全性和可靠性只有通過嚴(yán)格的檢測確認抽油桿各項指標(biāo)均符合要求后才能將其投入到實際生產(chǎn)中使用