赋能绿色能源装备长效运行，中科煜宸双金属激光熔覆在风电行业的应用

导读：随着全球能源结构向清洁化转型，风电装机容量持续攀升。2024年，中国风电市场继续保持高速增长，全国风电累计并网容量已达到4.67亿千瓦，位居全球首位。但风电装备在复杂工况下的磨损、腐蚀等问题也日益凸显。

目前，风力发电机齿轮箱的失效故障占风力发电机总失效故障的40%，是风力发电机主要的停机故障。激光熔覆技术凭借其高效修复、精准强化和绿色环保等特性，正成为风电运维领域的核心技术之一。

中科煜宸风电齿轮箱
激光熔覆解决方案的典型应用案例

1.行星中心轴新品表面激光熔覆

• 行星中心轴材料牌号：42CrMo4
• 熔覆材料：Cu合金粉末
  

行星中心轴在风电齿轮箱中需承受高载荷、交变应力和复杂环境，其质量在齿轮箱运行中起着关键作用，同时随着降本增效的迫切要求，行星中心轴新的制造工艺在快速引入。激光熔覆技术可在行星轴表面制备高润滑、耐腐蚀及抗疲劳的合金涂层，显著提升行星轴的抗扭强度和耐磨性，延长使用寿命。

42CrMo4表面激光熔覆Cu合金减磨涂层，成形表面无凹坑、凸起、未熔颗粒等缺陷；波峰波谷高低差小，机加工量小。车削后表面PT探伤未见裂纹、孔洞缺陷。

2. 行星架修复

• 行星架材料牌号：QT700-2A
• 熔覆材料：Ni基合金
  

行星架长期承受风电机组的高扭矩、冲击载荷及盐雾腐蚀环境，容易受损。针对磨损或损伤的行星架，激光熔覆可高效精准实施局部增材修复，提升表面硬度、耐腐蚀性和抗疲劳性能的同时，能够‌大幅降低运维成本‌。

中科煜宸优选满足工艺要求的合金粉末用于行星架轴径工作面激光熔覆。对于尺寸缺失较多的行星架，采取层间冷却多次熔覆方式严格控制质量缺陷以满足熔覆层尺寸要求，外观及探伤检测无裂纹、夹杂、气孔、未熔合等缺陷。

3. 主轴与齿轮修复

• 主轴材料牌号：42CrMo4
• 熔覆材料：Fe基合金
  

风电主轴和齿轮因长期高负荷运转，表面易发生磨损、点蚀和剥落。激光熔覆可对失效区域完成局部修复，熔覆层硬度在HRC30以上，耐磨性提升，同时减少材料浪费，综合成本较传统更换方案降低40%。

通过复合制造工艺，实现主轴激光熔覆层残余应力大幅降低，甚至实现预置残余压应力（主轴轴承位激光熔覆后残余应力检测-312.43MPa），提高激光修复后主轴疲劳强度。

• 行星齿轮材料牌号：42CrMo4
• 熔覆材料：FeCr合金粉体材料
  

针对行星齿轮内壁划伤深度0.5-1mm、平均硬度55HRC的修复需求，采用机器人+转盘激光熔覆加工平台实施精准修复。通过配备内孔熔覆激光加工头，以螺旋线轨迹对磨损区域进行熔覆覆盖，同时对油孔采用封堵预处理技术‌。选择FeCr合金粉体材料进行单层熔覆1.5mm，在保证耐磨性提升的同时维持齿轮抗冲击性能‌。

4. 箱体维护

• 箱体材料牌号：QT400
• 熔覆材料：Ni基合金
  

齿轮箱箱体孔位存在磨损、拉伤、磕碰等问题，影响了零部件的正常运转。激光熔覆技术可在箱体表面形成耐磨损、耐蚀合金涂层，并通过工艺优化实现内孔高效、高质量修复强化，提升风电机组运行效率。

针对风电齿轮箱箱体内孔轴承安装位的磨损与拉伤问题，采用低热输入激光熔覆技术结合精细送粉工艺实施修复‌。在QT400球墨铸铁基体表面熔覆镍基合金粉末，实现修复层与基体的梯度冶金结合‌，冶金缺陷控制良好，无气孔、裂纹缺陷。

中科煜宸风电齿轮箱激光熔覆解决方案不仅解决了关键部件的制造与修复难题，更以高效、环保、低成本的优势，为风电行业注入长效动力。从新品制造到后期运维，中科煜宸致力于以技术创新推动绿色能源装备的可持续发展，为全球风电产业保驾护航。