車輪踏面長期與鐵軌硬性接觸磨損，導致全國庫存很多受損車輪待修復，目前無其他方式能有效的解決。本項目主要針對車輪踏面磨損問題，在去年的小功率修復過程中得到的結果進行改進，嘗試使用萬瓦級激光器對車輪踏面進行沉積成型。
二、項目技術領先性或創新性分析
采用激光為熱源直接沉積金屬粉末的方式在國內興起時間較晚，激光為熱源優勢主要為精確可控，熱輸入集中熱影響區極小等優勢。激光可將基材直接融化形成熔池，再保證同軸送粉，粉末進入熔池之后直接與基材形成冶金結合，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轉臺保持同心旋轉，同時側向力被固定軸反向抵消，兩個支撐輪可分擔車輪與軸的重量使得轉臺旋轉不受加持物力矩的影響，保證了轉臺旋轉的平穩可控。
通過PLC同時控制激光器、送粉器和轉臺，可使所有對熔覆效果有影響的因素同步控制，保證了熔覆的起始與終止不受影響，保證了熔覆層整體的質量。
通過profibus現場總線將機器人與激光器連接通信，路由器將機器人控制器、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視覺反饋系統實時監控熔覆時的車輪踏面，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面與尺寸圖對比，出具對比報告，保證最終尺寸滿足要求。
三、 關鍵技術及指標
1. 項目關鍵技術
（1）作為修復材料的鐵基合金粉末選擇：合金粉末的選擇決定了熔覆層的性能，以及與基材的結合強度。我們采用了很多粉末做了大量實驗，最后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，修復磨損踏面需要將車輪加在轉臺上旋轉修復。工裝夾具的設計是整個修復過程中的難點，目前我們針對該類車輪設計的一整套設備已經成功用于車輪修復中，主要包含轉臺，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利。
（3修復過程使用faro掃描踏面確定機器人行走路徑，PLC同時控制激光器、送粉器和轉臺，實現邊轉邊送粉熔覆。
（4）修復完成后的機加也是此項目中的難點，由于車輪踏面為特定要求的弧面，機加床也難以滿足車輪直徑要求。我們采用faro掃描臂邊車邊掃描的方式解決。
2. 主要技術指標
（1）滿足QCC34-001-2012《車輪技術規范》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）按照一定踏面形狀加工后踏面下30mm的布氏硬度。
四、項目完成后的效益預測
全國鐵路貨運以及高速列車每年庫存數以萬計的磨損車輪，如若能通過激光修復的方式解決此類問題并通過鐵道部認可，初期效益可達百萬級別，后期建立生產線后，效益可達億級別。
