一(yī)、激光再制造技術提出的市場背景
再制造工(gōng)程是以産品全壽命周期理論爲指導的工(gōng)程實踐。裝備的論證、設計、制造、使用、維修、回收的全部費(fèi)用稱作全壽命周期費(fèi)用，傳統上隻重視裝備的“前半生(shēng)”，(這個周期僅占20~40%的費(fèi)用)，而往往忽略了“後半生(shēng)”，即使用、維修和報廢階段的費(fèi)用。
裝備的再制造工(gōng)程是以裝備的“後半生(shēng)”爲對象，以提高利用率、節約資(zī)源、環境保護、堅持可持續發展的一(yī)門工(gōng)程技術。再制造技術的發展必須融入高新技術、使得陳舊(jiù)部件和裝備獲得重新獲得高品質，高附加值的産品，所以再制造業是實現跨越式發展，完全符合國家政策的一(yī)項重要技術。美國的再制造業産值達530億美元，從業人員(yuán)達48萬人，他們稱“再制造業是潛在的巨人”。 我(wǒ)國政府高度重視發展再制造産業。2005年，國務院發布了關于加快發展循環經濟的若幹意見和做好建設節約型社會近期重點工(gōng)作的通知(zhī)，明确提出要積極支持廢舊(jiù)機電(diàn)産品再制造。
但從整體(tǐ)上看，我(wǒ)國再制造産業發展緩慢(màn)，仍處于起步探索階段，與發達國家相比還有很大(dà)的差距。中(zhōng)國再制造産業發展存在的主要問題：一(yī)是再制造作爲一(yī)個新的理念還沒有被人們廣泛認識，各方面對發展再制造産業的重要意義缺乏足夠的認識；二是再制造還沒有形成産業基礎，技術和管理水平還比較低；三是現行法規政策在某些方面制約了零部件再制造産業的發展。
鋼鐵冶金行業是國家的基礎行業，同時屬于國家的重工(gōng)業，且其設備繁雜(zá)、種類多、噸位重。由于摩擦、磨損等各種原因的存在，要維持設備的正常運轉，每年将消耗大(dà)量的備品備件。據統計，2003年濟南(nán)鋼鐵股份公司達到年産量334萬t鋼的規模，而公司每年用于設備修理的備品備件制造費(fèi)用就高達1.2億元，備品備件修舊(jiù)利廢數量達150t以上，創經濟效益2000萬元左右。因此，減少備品備件的消耗和對已使用設備的再制造修複對降低生(shēng)産成本，提高企業的經濟效益具有積極的促進作用，且降低成本的空間很大(dà)。其中(zhōng)激光再制造技術對做好備品備件的修理、修複工(gōng)作，對企業節能降耗具有非常現實的意義。
二、激光再制造技術的可行性分(fēn)析
（一(yī)）激光再制造技術的主要特點
（1）激光加工(gōng)是無接觸加工(gōng)，對工(gōng)件無直接沖擊，因此無機械變形；
（2）激光加工(gōng)過程中(zhōng)無"刀具"磨損，無"切削力"作用于工(gōng)件；
（3）激光加工(gōng)過程中(zhōng)，激光束能量密度高，加工(gōng)速度快，并且是局部加工(gōng),對非激光照射部位沒有或影響極小(xiǎo)。因此，其熱影響的區域小(xiǎo)，
（4）工(gōng)件熱變形小(xiǎo)後續加工(gōng)最小(xiǎo)；
（5）由于激光束易于導向、聚焦、實現方向變換，極易與數控系統配合及對複雜(zá)工(gōng)件進行加工(gōng)，因此它是一(yī)種極爲靈活的加工(gōng)方法；
（6）生(shēng)産效率高，加工(gōng)質量穩定可靠，經濟效益和社會效益好；
（二）激光加工(gōng)的優勢
激光具有的寶貴特性決定了激光在加工(gōng)領域中(zhōng)存在的優勢：
（1）由于它是無接觸加工(gōng)，并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調，因此可以實現多種加工(gōng)的目的。
（2）它可以對多種金屬、非金屬加工(gōng)，特别是可以加工(gōng)高硬度、高脆性、及高熔點的材料。
（3）激光加工(gōng)過程中(zhōng)無“刀具”磨損，無“切削力”作用于工(gōng)件。
（4）激光加工(gōng)過程中(zhōng)，激光束能量密度高，加工(gōng)速度快，并且是局部加工(gōng)，對非激光照射部位沒有影響或影響極小(xiǎo)。因此，其熱影響區小(xiǎo)，工(gōng)件熱變形小(xiǎo)，後續加工(gōng)量小(xiǎo)。
（5）它可以通過透明介質對密閉容器内的工(gōng)件進行各種加工(gōng)。
（6）由于激光束易于導向、聚集實現作各方向變換，極易與數控系統配合和對複雜(zá)工(gōng)件進行加工(gōng)，因此是一(yī)種極爲靈活的加工(gōng)方法。
（7）使用激光加工(gōng)生(shēng)産效率高、質量可靠、經濟效益好。
三、激光再制造技術的主要種類
（一(yī)）激光淬火(huǒ)與毛化
激光淬火(huǒ)技術是利用聚焦後的激光束入射到鋼鐵材料表面，使其溫度迅速升高到相變點以上，當激光移開(kāi)後，由于仍處于低溫的内層材料的快速導熱作用，使受熱表層快速冷卻到馬氏體(tǐ)相變點以下(xià)，進而實現工(gōng)件的表面相變硬化。如大(dà)型軋輥表面激光熔凝淬火(huǒ)的最大(dà)淬硬層深度可以達到2毫米以上。
（二）激光熔覆與合金化
激光熔覆技術是采用激光束在選定工(gōng)件表面熔覆一(yī)層特殊性能的材料,以改善工(gōng)件表面性能的工(gōng)藝。對于冶金行業軋輥、導位、輸送輥、夾送輥、剪刃等大(dà)量易損件來說，激光熔覆與合金化技術的最大(dà)好處是将軋輥的整體(tǐ)合金化變成表面合金化或者熔覆，使軋輥等易損件的使用壽命大(dà)幅度提高的同時，生(shēng)産成本增加有限。顯然，合金粉末的設計、選擇與使用正确與否是該項技術能否成功的關鍵。
（三）激光焊接
激光焊接是激光材料加工(gōng)技術應用的重要方面之一(yī)。其原理是将高強度的激光輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，使金屬熔化形成焊接。由于其獨特的優點，已成功地應用于微、小(xiǎo)型零件的精密焊接中(zhōng)。如目前我(wǒ)國鋼鐵行業處于主導地位的典型冷軋工(gōng)藝路線是：轉爐冶煉－爐外(wài)精煉－初軋開(kāi)坯－熱連軋－酸洗－冷軋－退火(huǒ)－平整－鍍鋅（錫）－成産品。在此典型的冷軋工(gōng)藝中(zhōng)，帶材焊接設備必不可少。在運行過程中(zhōng)，先行鋼帶與後行鋼帶必需進行焊接，才能保證生(shēng)産線的連續作業。矽鋼闆帶在線運行時，需經多次“S”型彎曲變形和承受一(yī)定的運行張力，從而對焊縫的性能和質量有很高要求。
四、激光再制造技術在鋼鐵冶金行業中(zhōng)的應用
（一(yī)）軋輥的修複與強化
冶金行業生(shēng)産設備大(dà)部分(fēn)是在高(交變)應力、高熱應力的惡劣環境下(xià)工(gōng)作，如連鑄輥、校直輥、槽型輥、半鋼輥、鑄管模、熱(冷)軋工(gōng)作輥、高爐溜槽、料鍾等。在這些設備中(zhōng)，各種軋輥無疑是其中(zhōng)最關鍵的設備零件，其消耗量大(dà)、價格昂貴、壽命長短不僅與産品成本密切相關，而且直接決定鋼鐵制品的質量，尤其是表面質量和闆型。采用激光堆焊修複各種軋輥，其中(zhōng)以小(xiǎo)型軋輥和局部修複更爲擅長。性能如能新件。如圖1爲在實際使用中(zhōng)，堆焊修複後的輥1次使用期均達到1年以上，比未堆焊的60SiMnMo鍛鋼輥平均使用期（3個月）提高3倍以上，在1次使用後，基材爲受損傷的情況下(xià)（進行探傷檢測），仍可進行再次堆焊修複。多數情況都進行3—4次修複。
激光淬火(huǒ)技術可對各種導軌、大(dà)型齒輪、軸頸、汽缸内壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件進行表面強化。
激光毛化汽車(chē)闆由于塗漆後反射映像光澤度高，在國外(wài)被稱爲“鏡面鋼闆”，它是生(shēng)産高級轎車(chē)面闆的優質闆材。因此，激光毛化冷軋薄闆（帶）是汽車(chē)、家電(diàn)、電(diàn)子和輕工(gōng)業生(shēng)産需求的重要原材料。