車輪踏麵長期與(yu) 鐵軌硬性接觸磨損，導致全國庫存很多受損車輪待修複，目前無其他方式能有效的解決(jue) 。本項目主要針對車輪踏麵磨損問題，在去年的小功率修複過程中得到的結果進行改進，嚐試使用萬(wan) 瓦級激光器對車輪踏麵進行沉積成型。

二、項目技術領先性或創新性分析

采用激光為(wei) 熱源直接沉積金屬粉末的方式在國內(nei) 興(xing) 起時間較晚，激光為(wei) 熱源優(you) 勢主要為(wei) 精確可控，熱輸入集中熱影響區極小等優(you) 勢。激光可將基材直接融化形成熔池，再保證同軸送粉，粉末進入熔池之後直接與(yu) 基材形成冶金結合，結合強度超過鑄造水平達到鍛造水平。同時，沉積部分與(yu) 基材具有相同的成分和金相結構。

公司自主設計的工裝夾具可使車輪平穩的與(yu) 轉台保持同心旋轉，同時側(ce) 向力被固定軸反向抵消，兩(liang) 個(ge) 支撐輪可分擔車輪與(yu) 軸的重量使得轉台旋轉不受加持物力矩的影響，保證了轉台旋轉的平穩可控。

通過PLC同時控製激光器、送粉器和轉台，可使所有對熔覆效果有影響的因素同步控製，保證了熔覆的起始與(yu) 終止不受影響，保證了熔覆層整體(ti) 的質量。

通過profibus現場總線將機器人與(yu) 激光器連接通信，路由器將機器人控製器、激光器以及現場電腦監控各設備的運行狀態，保證了熔覆過程的實時可控。

通過CAAM視覺反饋係統實時監控熔覆時的車輪踏麵，熔覆效果可通過CAAM視覺軟件直接監控。

采用faro掃描臂將熔覆完以及機加完的車輪踏麵與(yu) 尺寸圖對比，出具對比報告，保證最終尺寸滿足要求。

三、 關(guan) 鍵技術及指標

1.   項目關(guan) 鍵技術

（1）作為(wei) 修複材料的鐵基合金粉末選擇：合金粉末的選擇決(jue) 定了熔覆層的性能，以及與(yu) 基材的結合強度。我們(men) 采用了很多粉末做了大量實驗，最後得出現在使用的鐵基合金粉末最適用。

（2）工裝夾具的設計：車輪直徑很大且很重，修複磨損踏麵需要將車輪加在轉台上旋轉修複。工裝夾具的設計是整個(ge) 修複過程中的難點，目前我們(men) 針對該類車輪設計的一整套設備已經成功用於(yu) 車輪修複中，主要包含轉台，支撐架以及一根自主設計的旋轉軸，目前該套設備已經成功專(zhuan) 利。

（3修複過程使用faro掃描踏麵確定機器人行走路徑，PLC同時控製激光器、送粉器和轉台，實現邊轉邊送粉熔覆。

（4）修複完成後的機加也是此項目中的難點，由於(yu) 車輪踏麵為(wei) 特定要求的弧麵，機加床也難以滿足車輪直徑要求。我們(men) 采用faro掃描臂邊車邊掃描的方式解決(jue) 。

2. 主要技術指標

（1）滿足QCC34-001-2012《車輪技術規範》和對應車輪設計時應用的標準（TB2817-1997、AAR M-107/M-208-2009、ISO 1005-4-1986、JIS E 5402等）。

（2）熔覆厚度達20mm以上。

（3）熔覆層金相組織和無損檢測滿足TB/T 2078-1996標準。

（4）按照一定踏麵形狀加工後踏麵下30mm的布氏硬度。

四、項目完成後的效益預測

全國鐵路貨運以及高速列車每年庫存數以萬(wan) 計的磨損車輪，如若能通過激光修複的方式解決(jue) 此類問題並通過鐵道部認可，初期效益可達百萬(wan) 級別，後期建立生產(chan) 線後，效益可達億(yi) 級別。