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你知道影响激光熔覆质量的因素有哪些吗?

2022-06-08 10:40:17

  影响激光熔覆质量的主要参数有激光功率、熔覆速度、透镜焦距、聚焦方向、维护气体等。激光功率和熔覆速度是影响熔覆质量的主要参数。包层厚度取决于激光功率,激光功率约为功率的0.7倍(kW)。一般来说,熔覆深度随着功率的增加而增加。随着速度的增加,熔深变浅,焊缝和热影响区变窄,生产率提高。然而,过高的熔覆速度和激光功率会增加气孔和孔洞的倾向。激光熔覆透镜的焦距由输出激光的光斑直径决定,两者之间有很好的匹配值。一般来说,包层深度越深,透镜的焦距越长,焦距越短的透镜对聚光的要求越高。而且粉末冶金材料熔覆时飞溅较大,镜片污染严重。焦距太长的镜头会因为衍射而放大焦点,焦点处的能量密度达不到很大的值。一般采用国产镜头聚焦光学系统,只能用于激光功率较低的场合。较高的激光功率会导致透镜焦点漂移,导致焊缝成形和质量不佳。

  在国外,大功率场合大多选择反射镜聚焦光学系统,因为其冷却条件好,热稳定性好,焊缝成形均匀美观,熔覆质量可靠。激光熔覆深度可在工件下方激光焦点的特定位置获得,约为板厚的1/3。水平焦点位置视情况而定。维持气体的作用是维持会聚透镜并避免焊缝氧化。维护选用惰性气体,氦气好。在国内,因为氦气比较贵,一般用氩气,气体流量要控制好。如果太小,就不行。如果太大,不仅浪费气体,还会造成焊接熔池翻滚,导致焊缝表面出现一波又一波的凸起。激光熔覆根据熔覆数据的提供方式可分为两类,即预置激光熔覆和同步激光熔覆。预置激光熔覆的主要工艺流程为:基体数据熔覆表面预处理-预置熔覆数据-预热-激光熔化-后热处理。同步激光熔覆的主要工艺流程为:基体数据熔覆表面预处理、进给激光熔化和后热处理。激光熔覆是用高能激光束(104 ~ 106 W/cm  2)照射金属基体表面,使金属基体表面的薄层与其上的熔覆数据相互作用,快速熔化凝固形成具有高硬度、良好的耐磨性和耐腐蚀性等特殊物理化学特性的涂层的工艺过程。这是一种新型的复合材料,可以补充基体所不具备的优良性能,充分发挥两者的优势,克服两者之间的不足,从而显著提高基层的耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化等理化性能。

  自20世纪80年代以来,激光熔覆技术发展迅速,已成为国内外激光表面改性研究的热点。激光熔覆技术具有巨大的技术和经济效益,广泛应用于机械制造和修理、汽车制造、纺织机械、航海航空航天、石油化工等领域。激光熔覆技术已经取得了一些成果,正处于工业化应用的初级阶段。未来的发展前景主要包括以下几个方面:

  (1)激光熔覆的基础理论研究。

  (2)覆层材料的设计和开发。

  (3)激光熔覆设备的改进和发展。

  (4)理论模型的建立。

  (5)激光熔覆快速成型技术。

  (6)包覆过程控制的自动化。

咸阳佳运泽矿山设备有限公司是一家以激光熔覆和3D打印等增材制造技术为核心的现代高科技制造型企业。形成以增材制造、绿色再制造、先进表面工程和新型材料应用等为核心的技术体系,为用户提供科学、完备的解决方案。

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