軌道車輛的牽引、制動工況，需要利用輪軌之間的滾動接觸完成。車-軌間載荷的傳遞需依靠很小的接觸斑，各種復(fù)雜載荷反復(fù)作用發(fā)生其上，導(dǎo)致輪軌接觸表面產(chǎn)生車輪輪緣、鋼軌側(cè)磨、輪軌剝離、鋼軌波磨、表面擦傷和鋼軌壓潰性磨損等。因此需要選用激光熔覆、激光淬火、激光離散熔凝和激光合金化等表面處理的激光強化工藝，來提高輪軌材料抗磨損能力，以達(dá)到緩解磨損的效果。 

1、激光熔覆工藝

激光熔覆工藝屬于較為先進(jìn)的材料表面改性工藝，屬于激光加工范疇，可在車輪和鋼軌表面獲得無氣孔及裂紋優(yōu)質(zhì)熔覆層，進(jìn)而提升輪軌抗磨損能力，改善產(chǎn)品使用周期。

（激光熔覆）

該加工方法將不同涂層材料設(shè)置于基體表面，同時利用高能密度激光束將涂層材料與基體表層材料共同熔凝，形成涂層。且該涂層有與基體冶金結(jié)合的功能，可以有效提升材料的抗氧化、抗熱變形、抗腐蝕、抗磨損等特性。

2、激光淬火處理

激光淬火處理時，溫度急速升高或冷凝，表層晶粒極細(xì)、位錯密度增加，進(jìn)而在表層形成壓應(yīng)力，能夠大大改善工件的耐磨性、耐疲勞、耐蝕性，改善工件材料的性能。研究城市軌道車輛鋼輪鋼軌的損傷機理，利用試驗發(fā)現(xiàn)激光淬火工藝后的輪軌表面硬度增加，抗磨性能改善，磨損量同比減少超過60%，且表面損傷相對較輕，表現(xiàn)為小麻點式剝落損傷，與處理前明顯的剝落損傷相比，抗損傷能力有顯著增強。用半導(dǎo)體激光器進(jìn)行淬火處理，功率設(shè)置為300 W，鋼軌材料為U74，發(fā)現(xiàn)可使鋼軌表面硬度改善3-4倍，達(dá)到800900 HV0.01，有效地改善了鋼軌性能。

（激光淬火）

3、激光離散工藝

工件進(jìn)行激光離散熔凝，可以獲得非均勻性能表面。在頻繁起動、轉(zhuǎn)向、制動過程中會形成具有某種深度的熔凝點，而熔凝點分布提升輪軌耐磨能力，進(jìn)而形成穩(wěn)定表面形貌，還能改善其摩擦特性，有學(xué)者就將激光離散技術(shù)應(yīng)用到車輪鋼的改性處理。經(jīng)過激光離散處理后，熔凝點硬度高，在磨損過程中，容易形成凸起;熔凝點可改善輪軌抗塑性變形性能，有效阻止表面塑性變形積累，減少層片狀剝落，顯示較高耐磨損能力。

4、激光毛化處理

激光毛化技術(shù)已成功應(yīng)用于軋輥的裝備處理，原因在于輥面能夠精確制造出粗糙形貌，并且輥面的硬度也得到改性強化。基于這一優(yōu)勢，蔡寶春等通過激光毛化處理獲得了3種不同影響輪軌材料混合潤滑摩擦因數(shù)的表面紋理形貌(橫紋、縱紋、菱形)，試驗對比得出在油污條件下使用激光毛化的菱形紋理表面，能較顯著地改善輪軌間的摩擦因數(shù)，減少輪軌間的磨損。

（激光毛化處理）

 以上就是關(guān)于軌道車輛輪軌表面激光改性工藝方面相關(guān)描述，為了有效提高鐵路的運營效率，現(xiàn)在鐵路發(fā)展主要朝著高速客車、地鐵客車、輕軌車、高速重載貨車等方向發(fā)展。下一期：激光在軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用系列之車輛激光制造其他應(yīng)用，敬請關(guān)注。

自八月起，由中國激光產(chǎn)業(yè)社團聯(lián)盟、廣東省激光行業(yè)協(xié)會 、廣東省激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、湖北省激光行業(yè)協(xié)會、江蘇省激光產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、臺灣鐳射科技應(yīng)用協(xié)會、深圳市激光智能制造行業(yè)協(xié)會、山東激光學(xué)會、湖南大學(xué)、山東省科學(xué)院激光研究所、中科院唐山市高新技術(shù)研究與轉(zhuǎn)化中心、等單位聯(lián)合舉辦三場更細(xì)分、更專業(yè)、更權(quán)威和更有影響力的激光再制造盛會。會議具體時間和地點如下：