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。
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;
激光熔覆技术优点:
1、稀释率较低;基材上热影响区小;
2、与基体形成冶金结合,结合强度达95%以上;
3、熔覆层与基体均匀,无粗大铸造组织;
4、熔覆层及其界面结构细小,晶粒细小;
5、无空洞、夹杂裂纹等缺陷;
6、激光加工时基材表面仅轻微熔化,激光加工后不存在热变形;
7、熔覆层与基底润湿性好,结合强度高,易于实现自动化;
油缸内孔激光熔覆加工工艺包括以下步骤:
1、准备工件:将待加工的油缸放置在激光熔覆机的工作台上,并确保其表面清洁、无缺陷、无油渍。
2、表面处理:用砂轮或刷子等工具对气缸内孔表面进行打磨和清理,去除杂质和氧化层。
3、熔覆材料的制备:将金属粉末和合金元素按一定比例混合,加入适量的水或有机溶剂,制成熔覆材料。
4、激光熔覆加工:利用高能激光束将熔覆材料熔化并使其均匀地沉积在内孔表面。
5、后处理:对激光熔覆筒体进行热处理、研磨、抛光,提高表面硬度和光洁度。
油缸内孔激光熔覆加工的优点在于以下几个方面:
1、高硬度、耐腐蚀:通过激光熔覆技术,可以使油缸内孔表面涂层提高气缸的耐磨性和耐腐蚀性。
2、寿命长:由于激光熔覆层硬度高、耐腐蚀,可显着提高气缸的使用寿命。
3、应用范围广:激光熔覆加工可适用于各种材质、形状的气缸,可灵活应用于不同的生产环境。
4、环保节能:与传统的加工方法相比,激光熔覆加工不需要使用大量的切削液、磨料等物质,因此更加环保,降低能耗。
总之,油缸内孔激光熔覆加工是一种的加工技术,可以显着提高油缸的耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命,并且具有环保、节能等优点。随着技术的不断发展和完善,相信这种加工技术将会在更多领域得到应用和推广。
内孔激光熔覆修复的应用场景:
1. 石油工业:修复油井钻杆、抽油杆等内孔磨损或腐蚀的部位;
2. 化工行业:修复管道、阀门、反应釜等设备内孔磨损或腐蚀的部位;
3. 能源领域:修复核电站管道、锅炉等设备内孔磨损或腐蚀的部位;
4. 航空航天:修复发动机叶片、燃烧室等高温部件内孔磨损或腐蚀的部位;
5. 汽车制造:修复发动机缸体、曲轴等内孔磨损或腐蚀的部位。
总之,内孔激光熔覆修复技术是一种具有广阔应用前景的表面工程技术。虽然仍存在一些挑战和限制,但随着技术的不断发展和完善,相信它将会在未来的工业领域中发挥更加重要的作用。
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。
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更新时间:2024-06-30 10:37:40