內(nèi)壁激光熔覆技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
1、提高生產(chǎn)效率:通過激光熔覆,可以在金屬表面獲得均勻的、厚度較薄的熔覆層,熔覆后的零件可直接進(jìn)行熱處理、焊接或機(jī)加工,不必進(jìn)行其它的表面強(qiáng)化處理,從而可以節(jié)省大量的原材料和勞動力。
2、提高材料利用率:在相同條件下,激光熔覆與傳統(tǒng)粉末熔覆相比,其金屬熔覆層材料的利用率提高了20%~25%。
3、提高零件使用壽命:激光熔覆技術(shù)在金屬表面上可以獲得具有高硬度、高耐磨性、高抗腐蝕性能的新涂層,可使零件的使用壽命延長10~20倍。
4、改善表面質(zhì)量:由于熔覆過程中無熔池形成,表面質(zhì)量好。
高速激光熔覆過程中影響加工的八大參數(shù)
1、激光功率:單位時間內(nèi)激光器輸出的能量。高速激光熔覆一般采用KW級激光器,如LT-3KW、LT-4KW等,市場應(yīng)用廣泛,能夠滿足大部分領(lǐng)域的需求。
2、光斑形狀:光斑形狀是影響熔覆質(zhì)量的一個重要因素,光斑形狀由激光器的光學(xué)系統(tǒng)決定。激光光束從送粉器射出后,經(jīng)過掃描系統(tǒng),再到基板上,在不同的位置形成不同的光斑。光斑形狀直接影響著熔覆效果和成形質(zhì)量。常見的光斑形狀分為圓形和矩形兩種,用戶根據(jù)加工對象的特點(diǎn)選擇使用。
3、光斑大?。汗獍叽笮∈侵腹馐粧呙璧交灞砻娴拿娣e。激光熔覆過程中,激光能量聚集在熔覆層的中央,然后通過輻射向周圍發(fā)散,光斑大小主要影響光功率密度,即單位面積的光能。相同功率條件下,光斑尺寸越小,光功率密度越大,高功率密度光斑適用于高包層。熔點(diǎn)金屬粉末。
4、 加工距離:也叫搭接率,是指激光熔覆時,激光束從熔池中吸收熱量所需的距離。激光熔覆過程中,光斑距離是影響熔覆質(zhì)量的重要因素。在實(shí)際加工中,當(dāng)光斑距離在3-5 mm范圍內(nèi)變化時,熔覆層質(zhì)量良好,因此光斑距離一般控制在3-5 mm。
5、搭接率:搭接率是指熔覆金屬粉末與基板的搭接率。搭接率是影響熔覆層表面粗糙度的一個重要參數(shù)。熔覆材料與基板之間的搭接率越大,越容易獲得粗糙度較低的熔覆層表面。
光斑直徑增大時,激光束能量密度提高,熔池受熱變寬,熔化速度加快,在基板上產(chǎn)生較多的小孔。
搭接率提高,熔覆層表面粗糙度降低。但搭接部分的均勻性很難得到。每道熔覆層之間相互搭接區(qū)域的深度與每道熔覆層正中的深度有所不同,從而影響了整個熔覆層。高速熔覆的搭接率高達(dá)70%-80%(普通熔覆的搭接率為30%-50%)。
6、熔覆速度:熔覆線速度和熔覆面積率都可以表示熔覆速度。實(shí)測中物力拓高速激光熔覆線速度為20m/min-50m/min,熔覆厚度為0.2-0.6mm時,熔覆效率為0.6-1.2平方米/小時。
7、送粉方式:高速激光熔覆中的送粉器是激光熔覆質(zhì)量的關(guān)鍵。高速激光熔覆的送粉方式主要有環(huán)形送粉和中心送粉。中心送粉比環(huán)形送粉粉末利用率高,但設(shè)計難度大,需要用圓環(huán)圍住橫梁。送粉管一周。目前市場上有很多圓形送粉應(yīng)用。
8、保護(hù)氣體壓力:高速激光熔覆過程中,基體與熔覆材料之間很容易氧化,熔覆材料中含有的氧化物,會導(dǎo)致基體材料表面發(fā)黑、發(fā)暗、變硬,嚴(yán)重影響了工件表面質(zhì)量。為避免熔覆材料氧化,需對工件進(jìn)行保護(hù)。高速激光熔覆可在保護(hù)氣體下進(jìn)行,一般采用氮?dú)饣驓鍤庾鳛楸Wo(hù)氣體,主要用于送粉,在激光熔覆池周圍形成保護(hù)區(qū)域,減少氧化。
檢測參數(shù)是指高速熔覆完成后衡量熔覆層質(zhì)量的參數(shù),主要包括氣孔率、硬度、結(jié)合強(qiáng)度、稀釋率、熱疲勞性能、表面粗糙度等。
(1)氣孔率是指在一定條件下,熔覆層中出現(xiàn)氣孔的百分比。高速激光熔覆在熔覆過程中不可避免地存在氣孔??紫堵实拇笮∨c金屬粉末的溫度和速度以及粉末運(yùn)動的角度有關(guān)。一般來說,熔覆時粉末運(yùn)動的速度較慢。該層的孔隙率會很大。
(2)硬度,由于高速激光熔覆層在形成過程中激冷和高速沖擊,熔覆層晶粒細(xì)化和晶格畸變使涂層強(qiáng)化。因此,激光熔覆層的硬度一般材料。 LT高速熔覆激光設(shè)備熔覆粉末,熔覆層表面硬度可達(dá)60HRC。
(3)結(jié)合強(qiáng)度,一般采用顯微硬度計進(jìn)行檢測,以測定熔覆層的結(jié)合強(qiáng)度,用標(biāo)準(zhǔn)試樣所測得的硬度值減去實(shí)測硬度值來計算。高速激光熔覆層與基體為冶金結(jié)合,即熔覆層與基體之間原子擴(kuò)散形成結(jié)合。并在粉末高速運(yùn)動狀態(tài)下形成。國盛激光的高速激光熔覆層與基材的結(jié)合強(qiáng)度可高達(dá)360MPa。
(4)稀釋率是指熔敷金屬的稀釋程度,用母材在熔覆層中的百分比表示。稀釋率對熔覆層的性能影響很大。在高速熔覆工藝中,可以通過調(diào)節(jié)金屬粉末流量、光功率密度和熔覆速率來控制稀釋率。國盛激光高速激光熔覆的稀釋率極低,約為1%。
(5)熱疲勞性能是指熔覆層的抗熱疲勞性能或抗熱震性能。熔覆層的抗熱震性不好,在使用過程中會開裂形成裂紋。熔覆層的抗熱震性能主要取決于金屬粉末與基體的熱膨脹系數(shù)差異和熔覆層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。
(6) 表面粗糙度是指熔覆時表面上存在的起伏現(xiàn)象,當(dāng)激光熔覆熔覆層表面有較大起伏時,會出現(xiàn)邊緣熔合不良、搭接不好等現(xiàn)象,因此應(yīng)控制其高低起伏度。表面粗糙度、熔覆層表面平整度、工藝測試、激光能量密度、送粉量和載氣壓力都會影響表面粗糙度,三者之間存在一個佳值,如果該值設(shè)置過大或太低,表面的光滑度會降低。基板實(shí)際高速激發(fā)在光學(xué)熔覆加工過程中,需要根據(jù)粉末基體的特性設(shè)置合適的加工參數(shù),使各項檢測參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn),滿足應(yīng)用要求。
在實(shí)際對母材進(jìn)行高速激光熔覆時,需要根據(jù)粉末母材的特性設(shè)置合適的加工參數(shù),使各項檢測參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn),滿足應(yīng)用要求。
激光熔覆技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
1、稀釋率較低;基材上熱影響區(qū)小;
2、與基體形成冶金結(jié)合,結(jié)合強(qiáng)度達(dá)95%以上;
3、熔覆層與基體均勻,無粗大鑄造組織;
4、熔覆層及其界面結(jié)構(gòu)細(xì)小,晶粒細(xì)小;
5、無空洞、夾雜裂紋等缺陷;
6、激光加工時基材表面僅輕微熔化,激光加工后不存在熱變形;
7、熔覆層與基底潤濕性好,結(jié)合強(qiáng)度高,易于實(shí)現(xiàn)自動化;
電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承激光熔覆修復(fù)過程一般包括以下步驟:
1、表面預(yù)處理:清理軸承表面,去除油污、鐵銹等雜質(zhì),表面清潔、光滑。
2、涂敷熔覆材料:在軸承表面涂敷熔覆材料,以增加熔覆層的強(qiáng)度和耐磨性。
3、激光器具有功率密度高、方向性好、單色性好、相干性好等優(yōu)點(diǎn)。可快速準(zhǔn)確修復(fù)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承位置。該技術(shù)具有操作簡便、熔覆、熔覆層質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),因此在電機(jī)維修領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
4、激光熔覆修復(fù):利用激光功率密度高、方向性好、單色性好、相干性好等優(yōu)點(diǎn),可以快速、準(zhǔn)確地修復(fù)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承位置。該技術(shù)具有操作簡便、熔覆、熔覆層質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),因此在電機(jī)維修領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
5、激光熔覆修復(fù)后期處理:對熔覆層進(jìn)行后期處理,提高其硬度和耐磨性。
在激光熔覆修復(fù)過程中,需要注意以下幾點(diǎn):
1、激光功率密度要適中,不宜太大或太小,以熔覆層的質(zhì)量和效率。
2、熔覆材料的選擇適當(dāng),以熔覆層的強(qiáng)度和耐磨性。
3、激光熔覆過程中,保持穩(wěn)定的操作環(huán)境,避免外界因素對熔覆層質(zhì)量的影響。
4、后加工過程中應(yīng)注意控制溫度和時間,熔覆層的硬度和耐磨性。
總之,電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承激光熔覆修復(fù)是一種的修復(fù)技術(shù)。具有操作方便、熔覆、熔覆層質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。因此,在電機(jī)維修領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用該技術(shù)時,需要注意激光功率密度、熔覆材料選擇、后處理等因素的影響,以熔覆層的硬度和耐磨性。
激光熔覆設(shè)備的關(guān)鍵配置因素
選擇激光熔覆設(shè)備時,需要考慮以下關(guān)鍵配置因素:
1、激光功率:激光功率是激光熔覆工藝中重要的參數(shù)之一,它直接影響熔覆層的質(zhì)量和效率。一般來說,激光功率越高,熔覆層的深度和寬度就越大,生產(chǎn)效率越高。然而,過高的激光功率可能會導(dǎo)致材料燒蝕和熔化過快,影響熔覆層的性能。因此,在選擇激光功率時,需要根據(jù)工藝要求和材料特性進(jìn)行權(quán)衡。
2、光斑尺寸:光斑尺寸是指激光束在工件表面的聚焦直徑。光斑尺寸直接影響熔覆層的形狀和質(zhì)量。較小的光斑可實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的熔覆,但也可能導(dǎo)致熔覆速度較慢。因此,在選擇光斑尺寸時,需要根據(jù)熔覆層的精度和效率要求進(jìn)行權(quán)衡。
3、掃描速度:掃描速度是指激光束在工件表面移動的速度。掃描速度越快,生產(chǎn)效率越高,但也可能導(dǎo)致熔覆層質(zhì)量下降。因此,在選擇掃描速度時,需要根據(jù)熔覆層的性能要求和生產(chǎn)效率進(jìn)行權(quán)衡。
4、供粉系統(tǒng):供粉系統(tǒng)負(fù)責(zé)將熔覆材料輸送到熔覆頭,熔覆過程的順利進(jìn)行。供粉系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對熔覆層的質(zhì)量有重要影響。選擇供粉系統(tǒng)時,需要考慮其供粉能力、粉末粒度調(diào)節(jié)范圍、粉末利用率等因素。
5、控制系統(tǒng)精度:控制系統(tǒng)精度是指控制系統(tǒng)對激光發(fā)生器、光路系統(tǒng)、熔覆頭、工作臺等部件的控制精度??刂葡到y(tǒng)的精度越高,熔覆層的成形質(zhì)量和生產(chǎn)效率就越高。因此,在選擇激光熔覆設(shè)備時,需要考慮其控制系統(tǒng)的精度是否滿足工藝要求。
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