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唐山海工教您看懂激光熔覆技术
激光熔覆技术是指以不同的填料方式将所选涂层材料放置于基体表面，经激光辐照使之与基体表面浅薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法。
激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料。
激光熔覆的分类
送丝激光熔覆：即通过送丝机构，将金属丝直接送入光斑内，与基体一起熔化并凝固，实现激光熔覆层。与送粉熔覆比较，送丝熔覆可实现熔覆材料无浪费，远高于送粉熔覆，缺点在于热影响区过大、无法实现很好的气体保护、熔覆缺陷多、工艺参数调整难度大等。
送粉激光熔覆相对于送丝，使用要更加广泛。按照送粉方式的不同又可分为旁轴送粉和同轴送粉。同轴送粉是指激光从熔覆头的中心输出，金属粉围绕激光呈环形分布或者多路周向环绕分布（常见的有三路、四路）。
旁轴送粉与送丝的方式类似，只是将送焊丝替换变成送粉末。送粉管位于激光加工方向的前方，金属粉在重力的作用下提前堆积在基体表面，然后后方的激光束扫描在预先沉积的粉末上，完成激光熔覆过程。
| 优点 | 缺点 |
旁轴送粉 | 相对于同轴送粉，旁轴送粉的粉末利用率高,可达到95%以上。旁轴送粉激光熔覆可采用矩形光斑方案(即宽带熔覆)，通过增加光斑长度和宽度的方式，使得熔覆效率大幅提升。 旁轴送粉采用重力送粉器，可以减少惰性气体的消耗量。 | 由于缺少保护气体的作用，熔池保护能力差;不能吹气，气流会影响预置的粉末。 由于采用重力送粉，因此不适宜斜面工件或者内孔熔覆，应用范围有限。 熔覆层表面熔道十分明显，后续打磨加工成本高。 |
同轴送粉 | 相对于旁轴送粉，同轴送粉表面较为平整，后期加工工序简单，加工量小。 可在不同角度任意方向送粉，配合工业机器人可进行任意路径的表面熔覆。 熔池受到惰性气体保护，熔覆层中氧化物夹杂少，质量高。 | 惰性气体把金属粉吹向激熔池，一部分被吹到熔池外被浪费掉，粉末利用率平均在70%左右。 送粉通道较狭窄，易出现分粉不均匀、出粉通道堵塞现象，严重情况下需要更换喷嘴。 |
普通熔覆VS高速熔覆
成为熔融或者半熔融状态后落入工件表面的熔池，然后再与基材一起熔化。这种方式粉末吸收大部分能量，粉末温度接近熔池温度。
高速熔覆的方式，大部分能量被粉末吸收，因此基材的热输入量少，其热影响区和热变形也相对更小，对于薄壁和薄板材的熔覆效果更好。
由于涂层表面质量明显高于普通激光熔覆，只需要简单打磨或抛光即可应用，因此材料浪费、后续加工量都大大减少，在成本、效率、及对零件的热影响上超高速激光熔覆都具有不可替代的应用优势。
激光熔覆设备
激光器提供高能量的激光热源，决定着整套设备的熔覆性能；熔覆头用于输出激光和粉末，也在一定程度上决定了熔覆的效果；
水冷机保障了激光器和激光熔覆头的稳定运行；
送粉机为激光熔覆提供连续不断的原材料；
运动控制系统（如滑轨与旋转台）用于控制熔覆头和待加工的零部件，决定了加工精度。
激光熔覆的应用领域
激光熔覆的应用范围非常广，几乎可以覆盖整个机械制造业，包括但不限于矿山、石油、电力、铁路、汽车、船舶等：
1、矿山设备及其零部件的制造与再制造
矿山煤机设备用量大、磨损快，由于其工作环境恶劣，零部件损坏速度比较快。激光制造与再制造的煤机设备零部件包括：三机一架。
2、电力设备及其零部件的制造与再制造
电力设备分布量大、不间断运转，其零部件的损坏机率高。汽轮机是火力发电的核心设备，由于高温高热特殊的工作条件，每年都需定期对损伤的机组零部件进行修复，如主轴轴径、动叶片等。燃气轮机由于其在高达1300℃的高温条件下工作，经常会发生损伤。采用激光再制造技术将其缺陷全部修复完好，恢复其使用性能，费用仅为新机组价格的1/10。
3、石油化工设备及其零部件的制造与再制造
现代的石化工业基本上采用都是连续大量生产模式，在生产过程中，机器长时间在恶劣的环境下工作，导致设备内元件出现损坏，腐蚀、磨损，其中经常会出问题的零部件包括阀门、泵、叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等，而且这些元件十分昂贵，涉及到的零部件种类也有很多，形状大多数都很复杂，修复起来有一定的难度，但是因为激光熔覆技术的出现，这些问题就都不是问题了。
4、铁路设备及其零部件的制造与再制造
铁路交通运输随社会经济的增长快速发展，新造铁路车辆需求量非常大，对主要零部件的数量和性能要求也在增加。再制造技术作为一种新的资源再利用技术，可以应用于车辆易磨损零件的再制造。而激光表面强化是再制造的核心技术和工艺手段，其中激光表面熔覆技术可以应用于再制造零件表面的修复和强化。
5、其他机械行业设备关键零部件的再制造
其它机械制造业的关键零部件的再制造，涉及的行业包括冶金、石化、矿山、化工、航空、汽车、船舶和机床等领域，针对这些领域中的精密设备、大型设备、贵重零部件磨损、冲蚀、腐蚀部位，使用激光熔覆加工技术进行修复和性能优化。
联系电话：13932536797
2024-11-08
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