在位于山西省吕梁市方山县胡堡村的山西庞泉重型机械制造有限公司车间里，工人们正在紧张有序地生产，有的正在熟练地操作数控车床，有的正在专注地焊接着油缸。这些工人大多是当地建档立卡贫困户，如今，通过一年的培训已经成为车间里的数控能手，不仅找到了适合自己的劳动岗位，也有了稳定的收入。他们能在短时间内成为数控能手，掌握熟练的技能，得益于北京理工大学扶贫专家组前往方山县传经送宝，在扶贫专家组北京理工大学材料学院表面工程课题组老师们的指导下，“焕辉鸿涂”实践团围绕技术难点，为工人们解疑释惑。

在实践开展的前期，实践团成员与方山庞泉重型机械制造有限公司通过远程视频会议的形式，对公司面临的设备腐蚀问题以及相关修复技术展开深入讨论，初步了解公司在有关技术方面上的困扰。尤其针对由于工件表面缺陷引起的腐蚀问题，实践团在前期开展文献调研，以寻找一些潜在可行的缺陷修补及表面防护方法。首先实践团确认矿井设备尤其是核心部件液压立柱的损伤机理。随后实践团又总结寻找出几种能够适用于矿井设备表面修复的工艺，如堆焊、微弧氧化、电镀、热喷涂和熔覆技术等，其主要原理是运用物理化学、热处理等方法使添加材料在机体表面形成薄层，以满足修复填补表面缺陷的作用。然后，实践团通过远程会议的形式和课题组老师以及公司进行交流沟通，综合分析几种候选表面修复技术的优劣性，并对其与公司的实际需求进行论证，分析其工艺可行性。

会议交流并合影留念

经过前期的调研，实践团汇总得出几种潜在适用或已经在其他企业实用的表面加工技术，希望通过这些技术来提高工件表面的质量。而有了前期的一定技术积累后，实践团成员决定前往山西省吕梁市方山县庞泉重型机械制造有限公司开展实地调研工作，从而更加深入地将改进工艺意见与当地实际的工况相结合。

实地调研前期，在公司代表李工程师以及指导老师柳彦博的带领下，实践团成员参观了解了目前公司整体的加工流程，并对影响工件表面质量的缺陷类型以及产生缺陷的原因进行记录。实践团确认工件表面的缺陷主要有划痕、气孔、裂口等；而通过与公司相关产线工人以及技术指导的深入交流后，实践团了解到公司目前针对表面缺陷的修复工序是：首先对粗加工过后的工件进行清洗、打磨、抛光；之后通过人工补焊的方式对缺陷进行修补；再对补焊的局部区域进行二次打磨抛光处理。经过这样一系列的操作后，可视范围内的缺陷基本上得到了修补，工件基本满足了出厂需求。但这样的修复工艺存在诸多问题：一是表面存在的诸如微米级的小缺陷由于人眼无法辨别而被忽视；二是由于是人力进行补焊导致的补焊工件的质量存在一定的偏差；三是其补焊的焊点存在一定的结合力差异，焊缝位置反而会成为腐蚀优先发生的位点。这些问题导致了虽然工件在经过初次补焊后基本上不会存在大面积的缺陷，但在井下恶劣的服役环境下仍然面临较大的腐蚀风险。(www.daowen.com)

实践团成员了解工件情况

实地调研中期，实践团成员根据目前所掌握的公司实际工件修复技术的优缺点，再次进入车间对修复前后工件进行采样和分析，并向现场工人请教相关修复工艺细节。实地调研开展前，表面工程课题组已经与公司进行了多次远程会议，以及柳彦博老师也多次前往方山实地调研，对于公司的工艺改进有了一定的思路，课题组老师们提出了引入钨极氩弧焊设备进行整体熔覆层制备。这样整体在工件表面制备熔覆层的工艺，可以避免由于人工补焊出现某些缺陷得不到修补的问题，同时相较于人工补焊费时费工的问题，这种整体制备保护层的方法可以实现大规模机械化生产，极大提高公司工件的修补效率。而根据对当地工厂工件的实地采样研究与前期的文献调研，实践团也认为钨极氩弧焊技术是目前最适合于公司实际需求的工艺，并希望将电镀技术与钨极氩弧焊技术相结合从而进一步提高工件表面质量。

实践团成员与产线工人交流

公司目前已经开始尝试通过钨极氩弧焊技术将多种系列的不锈钢焊丝在工件表面进行熔融冷凝形成焊缝，通过焊缝将整个立柱表面进行保护。而为了满足公司追求更高生产效率的需求，实践团和公司工程师进行讨论后创新性提出在环焊过程中通入适量冷却水进行速冷处理，这样既可以防止环焊过程中由于热量积累导致熔池深度的变化，从而保证了焊缝的宽度和深度的均匀性，还可以起到表面淬火的作用，提升表面硬度，并且极大地缩短工件加工后冷却时间，提高设备的运行效率。而针对一些工件表面小的缺陷孔洞等，实践团也认为除了进行环焊熔覆和复镀工艺，使用封孔剂进行孔洞封填也是一个可尝试的方法。前期调研显示封孔剂作为一类有机涂料，可以用来对轴类或其他工件封孔，以确保车削或磨削清整，防止砂粒进入孔隙，同时又具有良好的抗腐能力，因此计划在实地取样后回实验室进行封孔剂封填试验。