高速激光熔覆过程中影响加工的八大参数
1、激光功率:单位时间内激光器输出的能量。高速激光熔覆一般采用KW级激光器,如LT-3KW、LT-4KW等,市场应用广泛,能够满足大部分领域的需求。
2、光斑形状:光斑形状是影响熔覆质量的一个重要因素,光斑形状由激光器的光学系统决定。激光光束从送粉器射出后,经过扫描系统,再到基板上,在不同的位置形成不同的光斑。光斑形状直接影响着熔覆效果和成形质量。常见的光斑形状分为圆形和矩形两种,用户根据加工对象的特点选择使用。
3、光斑大小:光斑大小是指光束被扫描到基板表面的面积。激光熔覆过程中,激光能量聚集在熔覆层的中央,然后通过辐射向周围发散,光斑大小主要影响光功率密度,即单位面积的光能。相同功率条件下,光斑尺寸越小,光功率密度越大,高功率密度光斑适用于高包层。熔点金属粉末。
4、 加工距离:也叫搭接率,是指激光熔覆时,激光束从熔池中吸收热量所需的距离。激光熔覆过程中,光斑距离是影响熔覆质量的重要因素。在实际加工中,当光斑距离在3-5 mm范围内变化时,熔覆层质量良好,因此光斑距离一般控制在3-5 mm。
5、搭接率:搭接率是指熔覆金属粉末与基板的搭接率。搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的一个重要参数。熔覆材料与基板之间的搭接率越大,越容易获得粗糙度较低的熔覆层表面。
光斑直径增大时,激光束能量密度提高,熔池受热变宽,熔化速度加快,在基板上产生较多的小孔。
搭接率提高,熔覆层表面粗糙度降低。但搭接部分的均匀性很难得到。每道熔覆层之间相互搭接区域的深度与每道熔覆层正中的深度有所不同,从而影响了整个熔覆层。高速熔覆的搭接率高达70%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)。
6、熔覆速度:熔覆线速度和熔覆面积率都可以表示熔覆速度。实测中物力拓高速激光熔覆线速度为20m/min-50m/min,熔覆厚度为0.2-0.6mm时,熔覆效率为0.6-1.2平方米/小时。
7、送粉方式:高速激光熔覆中的送粉器是激光熔覆质量的关键。高速激光熔覆的送粉方式主要有环形送粉和中心送粉。中心送粉比环形送粉粉末利用率高,但设计难度大,需要用圆环围住横梁。送粉管一周。目前市场上有很多圆形送粉应用。
8、保护气体压力:高速激光熔覆过程中,基体与熔覆材料之间很容易氧化,熔覆材料中含有的氧化物,会导致基体材料表面发黑、发暗、变硬,严重影响了工件表面质量。为避免熔覆材料氧化,需对工件进行保护。高速激光熔覆可在保护气体下进行,一般采用氮气或氩气作为保护气体,主要用于送粉,在激光熔覆池周围形成保护区域,减少氧化。
检测参数是指高速熔覆完成后衡量熔覆层质量的参数,主要包括气孔率、硬度、结合强度、稀释率、热疲劳性能、表面粗糙度等。
(1)气孔率是指在一定条件下,熔覆层中出现气孔的百分比。高速激光熔覆在熔覆过程中不可避免地存在气孔。孔隙率的大小与金属粉末的温度和速度以及粉末运动的角度有关。一般来说,熔覆时粉末运动的速度较慢。该层的孔隙率会很大。
(2)硬度,由于高速激光熔覆层在形成过程中激冷和高速冲击,熔覆层晶粒细化和晶格畸变使涂层强化。因此,激光熔覆层的硬度一般材料。 LT高速熔覆激光设备熔覆粉末,熔覆层表面硬度可达60HRC。
(3)结合强度,一般采用显微硬度计进行检测,以测定熔覆层的结合强度,用标准试样所测得的硬度值减去实测硬度值来计算。高速激光熔覆层与基体为冶金结合,即熔覆层与基体之间原子扩散形成结合。并在粉末高速运动状态下形成。国盛激光的高速激光熔覆层与基材的结合强度可高达360MPa。
(4)稀释率是指熔敷金属的稀释程度,用母材在熔覆层中的百分比表示。稀释率对熔覆层的性能影响很大。在高速熔覆工艺中,可以通过调节金属粉末流量、光功率密度和熔覆速率来控制稀释率。国盛激光高速激光熔覆的稀释率极低,约为1%。
(5)热疲劳性能是指熔覆层的抗热疲劳性能或抗热震性能。熔覆层的抗热震性不好,在使用过程中会开裂形成裂纹。熔覆层的抗热震性能主要取决于金属粉末与基体的热膨胀系数差异和熔覆层与基体的结合强度。
(6) 表面粗糙度是指熔覆时表面上存在的起伏现象,当激光熔覆熔覆层表面有较大起伏时,会出现边缘熔合不良、搭接不好等现象,因此应控制其高低起伏度。表面粗糙度、熔覆层表面平整度、工艺测试、激光能量密度、送粉量和载气压力都会影响表面粗糙度,三者之间存在一个佳值,如果该值设置过大或太低,表面的光滑度会降低。基板实际高速激发在光学熔覆加工过程中,需要根据粉末基体的特性设置合适的加工参数,使各项检测参数符合标准,满足应用要求。
在实际对母材进行高速激光熔覆时,需要根据粉末母材的特性设置合适的加工参数,使各项检测参数符合标准,满足应用要求。
激光熔覆技术的特点:
1、涂层结构均匀、细化、缺陷率低;
2、涂层硬度高,可达50~62HRC,具有优良的耐磨性和耐腐蚀性;
3、涂层与基体之间存在冶金结合,结合强度高;
4、根据不同情况,涂层厚度可达0~10mm;
5、涂层材料可以是金属和合金,也可以是金属陶瓷;
6、基材为各类钢和铸铁,也可以是其他金属和合金材料;
7、可形成由基层、中层、外层组成的成分和硬度梯度涂层;
8、基材热影响区小,热变形小;
玻璃磨具激光熔覆加工是一种新型加工技术,其原理是用高能激光束照射玻璃磨具表面,使表面快速熔化,形成一层高硬度层。涂层以提高其耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。
一、玻璃磨具激光熔覆加工原理
玻璃磨具激光熔覆加工的原理是利用高能激光束照射玻璃磨具表面,使表面快速熔化,形成一层高硬度涂层,提高其耐磨、耐腐蚀、耐高温性能。激光熔覆过程中,高能激光束聚焦在玻璃磨具表面,使表面材料快速熔化并形成液池,同时添加碳化物、氮化物等高硬度涂层材料,增强涂层硬度。和耐磨性。在激光束的作用下,液池中的涂层材料迅速冷却并结晶,形成高硬度涂层。
二、玻璃磨具激光熔覆加工特点
1、:玻璃磨具激光熔覆加工采用高能激光束,可以快速地熔化材料并形成涂层,大大缩短了所需的加工时间。
2、高硬度:通过添加高硬度涂层材料,使玻璃磨具激光熔覆形成的涂层具有高硬度,可显着提高玻璃磨具的耐磨性。
3、耐腐蚀性强:涂层材料具有良好的耐腐蚀性,可以保护玻璃磨具表面免受腐蚀损坏。
4、耐高温性好:由于镀膜材料具有良好的耐高温性,可以保护玻璃磨具在高温环境下的稳定性。
5、适用范围广:玻璃磨具激光熔覆加工适用于各种类型的玻璃磨具,如平板玻璃、曲面玻璃等。
三、激光熔覆加工玻璃磨具的应用
玻璃磨具激光熔覆加工技术已广泛应用于光学、汽车、航空航天等多个领域,下面介绍几个具体应用实例。
1、光学领域:在光学领域,玻璃是常用的材料之一,但它容易磨损、腐蚀。采用玻璃磨料激光熔覆加工技术可以显着提高玻璃的耐磨性和耐腐蚀性,延长其使用寿命。
2、汽车领域:汽车玻璃在使用过程中容易受到环境污染和摩擦损坏,采用玻璃磨具激光熔覆加工技术可以增强汽车玻璃的耐磨性和耐腐蚀性,提高其可靠性和安全性。
3、航空航天领域:在航空航天领域,高温、高压、高速等极端环境下使用的玻璃材料需要有更高的性能要求。采用玻璃磨具激光熔覆加工技术,可以增强玻璃材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨性能,提高其稳定性和可靠性。
四、激光熔覆加工玻璃磨具的发展前景
随着科学技术的不断发展,玻璃磨具激光熔覆加工技术将不断进步和完善。未来,该技术将在以下几个方面得到进一步发展和应用:
1、设备研发:进一步开发、稳定的玻璃磨料激光熔覆加工设备,提高设备的加工速度和可靠性。
2、材料创新:不断探索硬度高、耐腐蚀性强的新型涂层材料,满足不同领域的需求。
3、工艺优化:优化玻璃磨具激光熔覆工艺,提高镀层的均匀性和致密性,降低缺陷率。
4、应用拓展:将玻璃磨具激光熔覆加工技术应用到更多领域,如电子、能源等领域,为产业发展提供更广阔的空间。
激光熔覆设备的关键配置因素
选择激光熔覆设备时,需要考虑以下关键配置因素:
1、激光功率:激光功率是激光熔覆工艺中重要的参数之一,它直接影响熔覆层的质量和效率。一般来说,激光功率越高,熔覆层的深度和宽度就越大,生产效率越高。然而,过高的激光功率可能会导致材料烧蚀和熔化过快,影响熔覆层的性能。因此,在选择激光功率时,需要根据工艺要求和材料特性进行权衡。
2、光斑尺寸:光斑尺寸是指激光束在工件表面的聚焦直径。光斑尺寸直接影响熔覆层的形状和质量。较小的光斑可实现更精细的熔覆,但也可能导致熔覆速度较慢。因此,在选择光斑尺寸时,需要根据熔覆层的精度和效率要求进行权衡。
3、扫描速度:扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度。扫描速度越快,生产效率越高,但也可能导致熔覆层质量下降。因此,在选择扫描速度时,需要根据熔覆层的性能要求和生产效率进行权衡。
4、供粉系统:供粉系统负责将熔覆材料输送到熔覆头,熔覆过程的顺利进行。供粉系统的稳定性和准确性对熔覆层的质量有重要影响。选择供粉系统时,需要考虑其供粉能力、粉末粒度调节范围、粉末利用率等因素。
5、控制系统精度:控制系统精度是指控制系统对激光发生器、光路系统、熔覆头、工作台等部件的控制精度。控制系统的精度越高,熔覆层的成形质量和生产效率就越高。因此,在选择激光熔覆设备时,需要考虑其控制系统的精度是否满足工艺要求。
高压电机轴瓦位激光熔覆修复的优势
1、修复精度高:激光熔覆技术可以实现微米级的修复精度,确保轴瓦位尺寸的恢复和表面质量的提升。
2、热影响小:激光熔覆过程中,激光束与材料的作用时间短,热影响区小,降低了对基材性能的影响。
3、涂层性能:通过选择适当的涂层材料,可以获得的耐磨、耐腐蚀等性能,延长电机使用寿命。
4、修复:激光熔覆技术具有较高的修复速度,可快速完成轴瓦位的修复工作,减少停机时间。
高压电机轴瓦位激光熔覆修复的实施步骤
1、表面预处理:对轴瓦位表面进行清洁、除锈、除油等处理,确保表面无杂质和油污,以提高涂层与基材的结合力。
2、涂层材料选择:根据轴瓦位的工作环境和性能要求,选择合适的涂层材料,如耐磨、耐腐蚀的合金粉末等。
3、激光熔覆过程:将涂层材料均匀铺设在轴瓦位表面,利用高能激光束进行熔化、凝固和冶金结合。通过控制激光束的能量和扫描速度,实现涂层的均匀性和致密性。
4、后处理与检测:对熔覆后的轴瓦位进行冷却、清理和表面质量检测,确保修复效果满足使用要求。
宽带激光熔覆修复技术修复轴的工艺流程及性能特点
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