循环流化床(CFB)锅炉的水冷壁磨损问题严重制约着锅炉的使用寿命及发展,传统水冷壁防磨技术存在各种弊端,水冷壁表面合金熔敷具有其它防磨技术不具备的优势,研发一套合金熔敷专机成为亟待解决的迫切需求。论文首先介绍了 CFB锅炉磨损机理及常用防磨措施,同多种防磨措施相比,水冷壁表面合金熔敷法具有其他防磨措施不具备的优点:熔敷合金层是熔敷焊丝与母材的焊接互熔,不会出现熔敷层剥落的现象,熔敷层的硬度达到洛氏硬度50以上,实验证明,熔敷合金法能显著提高CFB锅炉使用寿命五年以上。在调研国内外熔敷专机的研发情况的基础上设计了一套具有四个自由度的水冷壁熔敷专机,该熔敷专机具有四轴联动,自动路径规划等功能,专机可按功能模块快速拆装,每个功能模块均可通过直径450mm的锅炉入口。专机多处设计解耦结构,因此可实现快速安装,而无需精确校正。对熔敷专机的重要零部件进行有限元分析,分析结果表明所选零件符合使用要求,由于工作过程中,双X导轨间距需适应环境要求适当调节,在Z轴导轨受到一向外的作用力的条件下,对比分析了不同间距情况下专机的变形及受力状况,结果表明双X导轨间距越大,专机变形及应力越小。由于X导轨过于笨重,对现有使用的X轴导轨进行了截面改进,提出了一种质量轻便,刚度和强度符合要求的X轴导轨。对各导轨分析的刚度变形将作为误差源代入误差分析章节中,在误差建模中进一步分析。由于熔敷专机在制造和安装的过程中存在误差,使得最终焊枪枪尖的位置与理想位置存在一定位置偏差,严重影响熔敷质量,为了定量确定焊枪枪尖的误差值,建立了熔敷专机的空间误差模型,得到了焊枪枪尖六个自由度方向上的误差公式。为提高熔敷精度和效率,引入了激光测距传感器,提出了自动熔敷成型技术,即采用自动化程序自动完成熔敷的成型过程,提高了熔敷效率。最后对熔敷专机进行试验,首先对机械性能进行验证,验证各部件可正常工作且能达到做熔敷试验的性能,然后对熔敷专机进行了熔敷工艺试验,对比工艺参数对熔敷质量的影响,找出一组最优工艺参数组合,熔敷质量满足熔敷规范。最后列举误差对实际熔敷质量的影响并对误差模型公式进行专机和模型两方面验证,证明误差公式的正确性,为下一步提高熔敷精度做准备。