无缝线路磨损钢轨激光熔覆自动修复方式的研究.pdf

第 53 卷第 22 期 机 械 工 程 学 报 Vol.53 No.22 2017 年 11 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Nov. 2 0 1 7 DOI ：10.3901/JME.2017.22.160 * 无缝线路磨损钢轨激光熔覆自动修复方式的研究 1, 2 1 1 1 1, 2 齐海波 徐全盖 赵衍庆 郭腾达 任德亮 (1. 石家庄铁道大学材料科学与工程学院 石家庄 050043; 2. 河北省交通工程材料重点实验室 石家庄 050043) 摘要：由于列车的高速化和重载化，钢轨磨损问题越来越严重，采用修复质量高、修复速度快的激光熔覆技术可以对其进行 在线快速修复。为此，采用三维扫描仪首先对磨损钢轨进行扫描，然后将扫描点云数据进行三维重构、路径规划及数据格式 转换，最后利用优化的数据驱动机器手臂和激光熔覆装置对磨损钢轨进行自动修复。修复工艺结果表明，对 5 mm 的磨耗层 进行 7 层修复，利用修复道与道之间和层与层之间的回火作用，修复层的组织马氏体含量少，硬度为 330～360 HV ；经过 600 ℃ 回火处理 10 min 后，加入钒元素的铁基合金粉末激光熔覆修复后钢轨母材、热影响区、修复层硬度均在 300～340 HV，组织 为回火索氏体；修复钢轨的耐磨性约为钢轨母材的 87%，达到修复目的。 关键词：钢轨磨损；激光熔覆；三维扫描；路径规划；合金粉末 中图分类号：U214 Study on Realization Method of Automatic Repair Wear Rail by Laser Cladding 1, 2 1 1 1 1, 2 QI Haibo XU Quangai ZHAO Yanqing GUO Tengda REN Deliang (1. Institute of Materials Science and Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043; 2. Hebei Key Laboratory of traffic engineering materials, Shijiazhuang 050043) Abstract ：The rail abrasion is getting more and more serious due to the high sp