轨道交通以其大运量、高效率、节能环保的优势,成为现代城市与城际交通的骨干。保障庞大车辆与基础设施的安全、可靠、长周期运行,是运营部门的关键任务。列车车轮、车轴、齿轮箱、转向架关键部位、以及线路上服役的道岔、钢轨等部件,在长期交变冲击载荷、摩擦磨损和复杂环境作用下,不可避免地会产生磨耗、疲劳裂纹、接触损伤等问题。这些部件的安全冗余度高,更换标准严苛,且备件供应和更换作业对运营影响大。因此,发展先进的在线监测、预防性维护和激光再制造技术至关重要。中科煜宸激光熔覆技术,凭借其优异的表面改性与修复能力,正在轨道交通车辆与工务设备的延寿领域展开探索与应用。
在车辆方面,激光熔覆技术可应用于多个关键部件的修复与强化。动车组及机车的车轮踏面与轮缘,在与钢轨的滚动接触中会发生磨耗,当磨耗达到限值需镟修或更换。采用激光熔覆技术,可在车轮镟修后或磨损未超限时,于踏面特定区域熔覆一层高耐磨的合金材料,如高碳当量的合金钢,以大幅提升其抗磨损和抗滚动接触疲劳的能力,从而延长车轮的使用寿命和镟修周期。对于更为关键的车轴,其轴颈部位若出现轻微磨损或拉伤,可采用激光熔覆进行精密修复,恢复尺寸并保证修复区的疲劳强度,这是一种比更换车轴或传统焊修更经济可靠的选择。此外,在齿轮箱的齿轮表面、牵引电机轴承位等部位,也可探索应用耐磨或抗微动磨损的熔覆涂层。
在基础设施方面,钢轨和道岔的维护是工务部门的重头工作。高铁和重载线路的钢轨,尤其是曲线段、道岔尖轨和辙叉部位,承受巨大的接触应力和磨耗。传统的打磨和更换成本高昂。利用移动式激光熔覆设备,可以在钢轨磨损或损伤部位原位熔覆耐磨合金层,修复廓形,提升表面硬度,从而延长钢轨使用寿命,减少更换频率。对于高锰钢辙叉心轨的磨损修复,激光熔覆技术也展现出潜力,但需解决高锰钢材料焊接性差和加工硬化特性的挑战。
轨道交通领域应用任何新技术,都必须将安全性和可靠性置于首要地位。因此,中科煜宸激光熔覆技术在轨交领域的应用,需要经过极其严格的工艺评定、材料认证和装车(或上线)考核。这包括熔覆层与基体结合强度的系统测试、修复后部件的疲劳寿命评估、在模拟工况下的耐久性试验等。同时,工艺必须满足大规模、高效率、低成本维修的需求。目前,该技术在一些部件的修复上已进入试点应用阶段。
随着轨道交通网络日益庞大,运营维护的压力和成本持续增长。发展先进的绿色再制造和预防性强化技术,是行业可持续发展的必然要求。中科煜宸激光熔覆技术,为轨道车辆关键运动部件和线路上部建筑的重要构件,提供了从“修复如初”到“强于原品”的可能技术路径。并且,中科煜宸激光熔覆的技术发展方向——即通过数字化、微区化的先进表面工程手段,实现关键部件性能的精细准确恢复与提升,无疑与轨道交通智能化、精益化运维的发展趋势高度契合。对于车辆制造厂、运营单位及维修服务商而言,前瞻性地跟踪和评估此类技术进展,是构筑未来关键维护能力的重要一环。