广东阳江高功率激光实验室创新技术应用，破解行业难题
发布时间：2021-06-19
武侠小说中，一把削铁如泥的宝刀宝剑是侠客行走江湖的利器。而在科技发达的今天，激光技术方兴未艾，有人将它化为一把无形的利剑，破除制约行业发展的壁垒。
位于广东海洋大学阳江校区的阳江市高功率激光应用实验室（以下简称“高功率激光实验室”）里，汇集了行业内最先进的激光器，一道激光划过80毫米厚的碳钢板，即可将其一分为二，切割面非常光滑且无需打磨。切割、焊接、熔覆，精准快速的操作背后，是专业、创新的成果。近日，记者走进高功率激光实验室，了解实验室创新技术应用、为企业破解难题的故事。
为企业解决难题 突破行业天花板
制约炼钢效益高低的因素，大到生产工艺先进与否，小到某个零部件的质量好坏，都是至关重要的环节。
冶炼过程中，热轧时温度可达上千摄氏度，在高温的裹挟下，原本坚硬的钢板变得绵软，任由工人塑造它的形状。同样变得疲软的还有一些关键的零件——轴承、轧辊，一旦达不到硬度要求，工厂就要暂时停工、更换零件。这些零部件使用寿命短，更换频次高，对于大体量、高速运转的炼钢厂而言，一旦暂停作业，经济效益直接降低。
技术人员在操控激光器
不少炼钢厂都遇到同样的问题。热轧的轧辊、工作辊、支撑辊，耐高温、耐磨损程度不够，许多厂家尝试更换更耐高温、耐磨损的材料，但是耐高温、耐磨损似乎是同一台天平两侧的砝码，稍微偏向一方，另一方就要翘起，平衡点捉摸不定。
行业难题亟需技术突破。广青科技、宏旺、阳春新钢铁、甬金等企业纷纷将目光投向高功率激光实验室。实验室领头人张瑞华教授来自钢铁研究总院，从事激光研究工作多年。2014年底他来到阳江，与市政府联合建立了阳江市五金刀剪产业技术研究院。近几年，研究院制作的激光熔覆刀推出市场，刀之锋利、持久、耐磨、防腐蚀，受到市场的欢迎。
激光熔覆刀
激光熔覆层具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀的优越性能，张瑞华想到研发新材料，采用超高速激光熔覆技术制造了钴基耐高温耐磨涂层，在不改变铸轧辊套整体结构和特性的前提下，仅通过改变表面的成分和组织，提高辊套的抗热疲劳性能，为提高铸轧辊套的寿命提出了一种新途径。
使用激光熔覆技术后，仍需精密的手工打磨
实验的结果令人振奋——硬度HRC50~55是行业天花板，而高功率激光实验室使用超高速激光熔覆技术后，硬度提升至HRC65~68，且熔覆层可达3毫米。坚硬的外表让工件延长了数倍的使用寿命。
汇聚国内顶级设备 不断扩大应用范围
高功率激光实验室成功为企业解决难题的故事不胫而走，许多企业、工厂上门求教——热轧、冷轧所用的轧辊、工作辊、支撑辊，煤炭行业所用的液压支撑架活塞杆，采矿行业用于破碎矿石的锤头，混凝土设备用的混凝土输送缸筒等工件陆续送到实验室，激光熔覆技术的应用赋予它们新的生命。
有金刚钻才敢揽瓷器活。高功率激光实验室敢接企业这些“烫手”的问题，源于它的专业和创新。张瑞华介绍，激光具有方向性好、能量高等特点，激光工业在全球发展势头迅猛，并呈现出加速增长的趋势，已经广泛应用于工业生产、通讯、医疗卫生等领域。五金刀剪、合金材料、风电等是阳江的主导产业，一些制约产业发展的难题，激光技术可以解决。
2018年，高功率激光实验室注册成立。经过两年多的建设，目前实验室建设项目集成主要装备为3.2万瓦碟片激光器，属于国内第一台工业级、万瓦级高功率激光焊接装备，集成了激光切割、焊接、熔覆等多种模块，能够解决海上风电大型构件切割与焊接、表面耐海水腐蚀、防生物附着等“卡脖子”难题。
海上风电装备厚板切割曾是水电四局一度头疼的问题，工作人员将部分原料带到高功率激光实验室，激光器作业仅几分钟，一块几十毫米厚的钢板一分为二，且切割面光滑无需打磨。目前，实验室已具备最厚可切割50毫米厚的不锈钢板、80毫米厚的碳钢板。此外，高功率激光切割技术还服务于阳江多家五金刀剪企业，切割刀胚的速度可达每分钟20米，切割一把刀只需要2~3秒钟，提高效率的同时降低传统模具冲压成本及人力成本。
张瑞华认为，阳江拥有大型装备制造业基地，激光技术将会在各个行业得到深入应用，特别是对风电装备制造、五金刀剪、合金材料等产业产生深远的影响。阳江正在谋划的激光加工产业园，对人才培养、人才汇聚和各种研究平台的建设都产生重要的影响。
激光技术已在阳江市产业中广泛应用，合金材料产业需要激光切割、激光雕刻、激光焊接；风电产业需要激光熔覆防腐、激光清洗、激光测量；五金刀剪产业需要激光切割下料装备、机器人焊接装备；食品加工产业需要激光打码……阳江市“十四五”期间谋划发展的智能家电、电子信息、精细化工、生物医药与健康、美容美妆等战略性新兴产业发展对激光技术需求量大，也将带动激光产业快速发展。
来源：阳江新闻网
