高速激光熔覆知识及覆历程中存在罕见题目剖析

 西安j9九游激光     |      2022-09-19

    一.    激光熔覆

  激光熔覆是指在熔覆基体外表以差别方法添加激光熔覆质料,使用激光束作为热源,将熔覆质料熔化凝结到基体外表,制备与基体构成冶金联合的外表涂层,从而完成质料外表改性和产品外表修复的历程。激光熔覆技能可以在便宜的金属基体外表制备高功能的涂层,具有很高的经济效益,失掉了普遍的存眷和研讨,开展敏捷。现已普遍使用于机器设置装备摆设和紧张零件的外表强化和毁伤修复。

  与传统外表处置技能相比,激光熔覆制备的涂层构造匀称致密,晶粒微小,热输出小,浓缩率低,具有精良的使用远景,但也存在一些题目。传统激光熔覆的浓缩率每每在10%以上,熔覆层必要到达肯定的厚度才干无效到达防护结果,且外表粗度较高,必要颠末后续的车削和磨削才干投入利用,形成质料的糜费。在激光熔覆历程中,激光能量次要作用于基体外表的熔池,增长了激光能量对基体的热输出,大概招致较大的应力和裂纹。同时,传统激光熔覆在大面积熔覆中的消费服从较低,极大地制约了激光熔覆技能的使用和推行。

  二.  高速激光熔覆

  高速激光熔覆技能接纳同轴送粉方法控制粉末在熔池上方的激光束集聚,使大局部激光能量间接作用在激光粉末上,熔覆粉末在抵达熔池前处于熔化或半熔化形态,从而增加粉末在熔池中存在的工夫,增加对基体的热输出,大大进步熔覆服从和粉末使用率。




  其特别的模块化设计大大低落了利用本钱,使磨损零件的改换变得极端复杂,同时包管了工艺的可反复性。喷嘴尺寸也可以依据维护地位机动调解。新研发的超高速激光熔覆加领班,经过特别光路调治体系的设计,完成了光与粉末在空间的抱负互相作用,使粉末熔化更波动,能量使用更高效。涂层的外表粗度更低,外表更平滑。

  如今,高速激光熔覆技能曾经失掉了市场的高度承认,高速激光熔覆代替平凡激光熔覆将成为行业技能开展的一定趋向。但是,激光熔覆是一个庞大的历程。为了协助宽大高速激光熔覆用户疾速掌握工艺,郭盛激光在此将高速激光熔覆工艺的知识点以及种种工艺题目发生的缘故原由总结如下:

  1.  高速激光熔覆的事情原理

  高速激光熔覆是使用高能激光束熔化氛围中的金属粉末,同时熔化基体构成熔池。熔化的粉末与熔化的基体联合后,敏捷冷却构成冶金联合的涂层。

  2.  高速激光熔覆工艺的要害参数及其对熔覆结果的影响

  (1) 激光功率

  功坦白接影响单元工夫内可熔化的粉末量和包覆服从。在其他事情参数确定的状况下,过低的功率大概招致粉末熔化不完全,打磨抛光后发生麻点,联合力不敷,涂层硬度低;假如功率过大,有大概是熔沟熔化过分,招致外表呈现斜向褶皱。

  (2) 粉末进料量

  当粉末遇到激光时,它会吸取激光能量。粉末量越大,吸取的激光能量就越多。粉末量太大,激光能量会不敷,涂层熔不透,打磨抛光后呈现麻点,基体熔化不失,涂层与基体不克不及完成冶金联合,招致涂层剥落。粉末量大,粉末使用率低;粉末用量少,粉末使用率高。

  (3) 线速率

  线速率越大,包层越薄,线速率越小,包层越厚。线速率过高,基体不会构成熔池,涂层与基体没有冶金联合,熔沟冷却慢,红尾过长,呈现剥落。线速率可以进步涂层硬度和粉末使用率。

  (4) 循规蹈矩[xún guī dǎo jǔ]

  台阶越小,研磨比越大,涂层外表越精密。台阶越大,搭接率越小,涂层条纹越分明。步进会影响浓缩率。步进小时,照射在基板上的激光能量小,浓缩率低。当台阶大时,照射在基板上的激光能量大,浓缩率高。




  (5) 氛围保送率

  气体有两个作用,一是保送粉末,二是掩护低温涂层,避免氧化。送粉量太小,容易堵粉;送粉风量过大,送粉速率过快,喷出量大,粉末使用率低。一样平常来说,氩气比氮气具有更好的掩护和更高的涂层质量。

  (6) 喷嘴的高度

  喷嘴太高,粉末发散大,粉末使用率低;假如太低,熔覆时喷嘴容易粘粉。

  3.  高速激光熔覆历程中存在的题目及缘故原由剖析。

  (1) 剥皮

  这是由于基体没无形成熔池,粉末与基体之间没有冶金联合。大概的缘故原由有:电量低;粉太多;线速率太快;工件外表有油污或电镀层。

  (2) 缝隙

  涂层发生裂纹的缘故原由有:基体硬渡过高(淬火、渗碳/氮);基体具有委顿层;粉末的硬度太高。镍基粉末容易开裂;高硬度粉末多层熔覆时也会呈现裂纹。

  (3) 气孔

  涂层中发生气孔的缘故原由是:基体上的铁锈和油污;粉末中有杂质;粉末活动不波动;粉太多;动力不敷;大概线速率过大等。

  (4) 浮粉多,涂层无金属光芒

  大概的缘故原由有:粉太多;功率太低;线速率太快;喷嘴高度太高;激光光斑太小;镜头净化等。

  (5) 打磨抛光后呈现麻点

  大概的缘故原由有:动力不敷;粉太多;线速率过快等。

  (6) 涂层中呈现斜皱纹

  大概的缘故原由有:权利过大;熔池温渡过高;粉末过分液化。

  (7) 将粉末粘在喷嘴上

  大概的缘故原由有:喷粉量过高;铜头温渡过高;喷嘴事情间隔太低,喷嘴外表太粗或被净化(发起抛光处置)。包覆头偏爱安排,有利于增加粘粉征象。

  (8) 堵粉

  大概的缘故原由有:粘粉未实时扫除;粉末活动性差;粉末中有杂质或粉末湿润(需烘干)等。多种方法给粉时,给粉不均是堵粉的紧张缘故原由。

  (9) 包覆时有咝咝声

  大概的缘故原由有:粉末被净化;湿粉;基质不洁净等。功率过大还会招致熔池金属气化,发生包壳噪声。这些题目会影响涂层的耐腐化性。

  (10) 覆层火花飞溅

  大概的缘故原由有:线速率过大;功率密渡过大;功率和粉末数目不婚配;气体流量过大等。

  (11) 粉末活动不波动,招致涂层不匀称

  粉末流量不波动的缘故原由有:刮刀磨损严峻;送粉通道梗塞;气流太小;送粉器密封圈密封不良或送粉管破坏招致漏气。

  (12) 包覆服从低落(涂层厚度变薄)

  大概缘故原由:防护镜净化;刮刀磨损;事情间隔分歧适;出粉孔磨大,粉末流变性粗;激光功率降落等。