江苏苏州激光熔覆设备生产厂家

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。

激光熔覆技术在钢铁冶金行业的应用主要体现在表面修复和表面改性两个方面。钢铁冶金行业对耐蚀、耐磨、抗氧化、耐高温等性能要求较高，通常采用传统的补焊工艺对零件进行修复，但由于钢铁材料表面硬度较低，且存在一定程度的氧化和磨损，导致修复后的零件耐蚀性和耐磨性下降。激光熔覆技术可显著提高金属零件表面的耐蚀性能和耐磨性能，且不需要再进行复杂的处理。

　　1、耐磨钢件、高合金工具钢件的修复激光熔覆技术主要是在基体与涂层之间形成冶金结合，因此，激光熔覆技术对基体材料的要求较低;但激光熔覆涂层与基体之间为冶金结合，且涂层与基体之间的结合强度较低。因此，在选用激光熔覆涂层时应对基体材料的性能进行分析;

　　2、在钢件表面制备耐磨、防腐涂层激光熔覆技术在钢件表面制备耐磨、防腐涂层是近年来发展起来的一项新技术，其目的是使工件表面获得具有耐腐蚀和抗磨损性能的耐磨、防腐涂层。激光熔覆技术可以在钢件表面制备一层厚度约为30~100μm的熔覆层，与基体之间为冶金结合;

　　3、在钢件上制备抗氧化涂层激光熔覆技术是通过在钢件表面形成一层致密且具有很高抗氧化性能的耐磨、防腐涂层。激光熔覆技术主要分为热喷涂、热浸镀和等离子喷涂三种方法;

　　4、激光熔覆技术对钢件表面改性主要体现在：

　　①将激光熔覆层与钢件之间形成冶金结合;

　　②用激光熔覆层代替钢零件部分材料，在钢零件上形成具有特殊功能和性能的涂层。

评判激光熔覆层的熔覆效果，主要从两个方面：

　　一、宏观上，检查熔覆道的形状、表面粗糙度、裂纹、气孔及稀释率等;

　　二、微观上，检查是否形成了良好的结构，是否能提供所需的性能。

　　此外，还应确定表面熔覆层化学元素的种类和分布，并注意分析过渡层的状况是否为冶金结合，必要时进行质量寿命检测。

　　如何检验激光熔覆效果：

　　1、熔覆的工件是否有裂纹、气孔;

　　2、熔覆工件熔覆后的表面粗糙程度;

　　3、是否获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度是否可控;

　　4、快速熔覆时，工件的变形是否降低到零件的装配公差内;

　　5、送粉器送粉的稳定性和熔覆层的均匀性可是一致性;

　　6、粉末利用率可在范围内;

激光熔覆在模具领域应用工艺

　　激光熔覆技术在模具领域应用的基本工艺流程为：模具表面检查及维修方案确认→模具表面油污清理→根据硬度要求选择合理的涂层及加工参数→熔覆加工→模具加工后表面修复并在交货前进行检验。各工序的步骤及注意事项为：

　　1、模具表面检查及保养计划确认

　　检查模具是否有裂纹、拉伤、凹坑，加工位置是否为平面或R角。根据不同问题确定修复方案，对需要处理的地方进行适当打磨。

　　2、模具表面油污的清理

　　用清洗液清洗，去除水垢、油渍、油脂和油漆等，提高表面熔覆效果。

　　3、根据硬度要求选择合理的涂层和加工参数

　　根据维护计划和客户要求选择合适的功率、焦距、光斑和镀膜(例如铸铁使用铁机粉)。

　　4、包覆加工

　　涂料通过设备均匀铺展，激光器发射激光束，激光束经内部透镜折射作用于加工表面，使涂料层与基材表面形成完整的冶金结合。

　　5、处理后模具表面修复

　　钳工对熔覆表面进行研磨、抛光，确保模具间隙和表面粗糙度符合要求。

　　6、交货前检验

　　检查处理后的硬度和表面粗糙度是否满足客户的要求，如果不符合要求，重做。

激光熔覆修复工艺流程主要包括以下几个步骤：

　　1、表面处理：将缸筒内壁表面清洗干净，去除表面的污垢、氧化皮等杂质，露出金属基体。

　　2、涂层制备：在缸筒内壁表面涂覆一层一定厚度的金属或非金属涂层，以提高缸筒的耐磨、耐腐蚀等性能。

　　3、激光熔覆：将高能激光束作用于涂层表面，使涂层表面迅速熔化、凝固和形成一层与基体材料不同的合金层。

　　4、后处理：对缸筒内壁进行必要的后处理，如冷却、打磨等，以使缸筒达到佳性能。

　　激光熔覆修复的优势：

　　1、抗腐蚀性能好：由于激光熔覆修复所形成的合金层具有较高的抗腐蚀性能，因此可广泛应用于各种腐蚀性环境中。

　　2、抗磨性能好：由于激光熔覆修复所形成的合金层具有较高的硬度和良好的耐磨性，因此可延长缸筒的使用寿命。

　　3、耐高温性能好：由于激光熔覆修复所形成的合金层具有较好的高温稳定性和抗高温氧化性能，因此可在较高温度下使用。

　　4、工艺简单：激光熔覆修复工艺简单，操作方便，可快速完成修复，提高生产效率。

　　随着科技的不断发展，激光熔覆修复技术将会不断完善和发展，相信激光熔覆修复技术将会得到更加广泛的应用和发展。