Højhastighedslaserbeklædning, som en avanceret overfladeteknologi, tilbyder betydelige fordele i forhold til at forbedre materialeegenskaber og reparere beskadigede komponenter. På grund af kompleksiteten af ​​procesparametre og skiftende miljøfaktorer kan højhastighedslaserbeklædning dog støde på forskellige kvalitetsproblemer i praktiske anvendelser. Denne artikel gennemgår systematisk de almindelige problemer og årsager ved højhastighedslaserbeklædning og giver indsigt i procesoptimering.

1. Belægningsbinding og metallurgiske defekter

Ved højhastighedslaserbeklædning påvirker kvaliteten af ​​bindingen mellem belægningen og substratet direkte driftsydelsen. Følgende er typiske bindingsrelaterede defekter:

1.1 Afskalning

Afskalning refererer til, at belægningen løsner sig fra substratoverfladen. Den primære årsag er, at substratet ikke dannede en effektiv smeltepool, hvilket førte til dårlig metallurgisk binding mellem pulveret og substratet. Ved højhastighedslaserbeklædning kan lav effekt, for meget pulver og høj scanningshastighed hindre dannelsen af ​​smeltepoolen. Derudover kan forurening, såsom olie eller elektropletterede lag på emnets overflade, også forhindre korrekt binding.

1.2 Revner

Revner er almindelige defekter i højhastighedslaserbeklædning, ofte relateret til termisk spændingskoncentration og materialeuoverensstemmelse. Revner er mere tilbøjelige til at opstå, når substratet har høj hårdhed (f.eks. efter bratkøling eller karburering), udmattelseslag, eller når pulveret har høj hårdhed og store krympningshastigheder. Revnefølsomhed er særlig høj, når man bruger nikkelbaserede pulvere eller i flerlagslaserbeklædning.

1.3 Porøsitet

Porøsitet reducerer belægningens densitet og korrosionsbestandighed betydeligt. I højhastighedslaserbeklædning er årsagerne til porøsitet forskellige, herunder rust eller olie på substratet, urenheder eller fugt i pulveret, ustabil pulverstrøm, for meget pulver, utilstrækkelig effekt eller høj scanningshastighed.

2. Belægningsoverfladekvalitet og morfologiske problemer

2.1 For meget flydende pulver og mangel på metallisk glans

Dette problem påvirker overfladekvaliteten alvorligt efter højhastighedslaserbeklædning. Det kan skyldes for meget pulver, lav effekt, høj scanningshastighed, høj dysehøjde, lille laserpunktstørrelse eller kontaminering af optiske linser, hvilket forårsager ufuldstændig pulversmeltning og dårlig befugtning.

2.2 Grubetæring efter slibning

Grubetæring skyldes typisk ufuldstændig eller utilstrækkelig smeltning af pulveret. Dette problem er almindeligt i processer med lav effekt, for meget pulver eller høj scanningshastighed, hvilket er typiske manifestationer af dårlig pulver-energi-matchning i højhastighedslaserbeklædning.

2.3 Diagonale rynker på belægningen

Disse morfologiske defekter er normalt relateret til en overophedet smeltebassin og er mere tilbøjelige til at opstå, når effekten er for høj, smeltebassintemperaturen er for høj, eller pulveret er for flydende. Dette kan påvirke udseendet og dimensionsnøjagtigheden af ​​højhastighedslaserbeklædningsdelen.

3. Pulvertilførsel og problemer med processtabilitet

3.1 Pulvervedhæftning til dysen

Pulvervedhæftning til dysen kan forstyrre pulverstrømmen og dermed påvirke stabiliteten af ​​højhastighedslaserbeklædning. Årsagerne omfatter overdreven pulverudkastning, øget dysetemperatur, lav dysens arbejdsafstand eller ru eller forurenede dyseoverflader. Korrekt forskydning af beklædningshovedet kan hjælpe med at afbøde dette problem.

3.2 Pulvertilstopning

Pulvertilstopning afbryder direkte laserbeklædningsprocessen med høj hastighed. Almindelige årsager omfatter forsinket rengøring af vedhæftet pulver, dårlig pulverflydeevne, fugt eller urenheder i pulveret og ujævn pulverfordeling i multi-tilførselssystemer.

3.3 "Hvæsende" støj under beklædning

Unormal støj under beklædningsprocessen indikerer ofte et problem i processen. Det kan være forårsaget af pulverforurening, fugt eller snavsede substrater. Høj effekttæthed kan føre til metalfordampning i smeltebadet, hvilket producerer støj og påvirker korrosionsbestandigheden af ​​laserbeklædningsbelægningen.

3.4 Gnistsprøjt under beklædning

Kraftig gnistsprøjt kan kompromittere processikkerheden og belægningskvaliteten. Det opstår typisk, når scanningshastigheden er for høj, effekttætheden er for høj, effekten og pulvertilførslen er uensartede, eller gasstrømmen er for stor, hvilket repræsenterer for høj energitilførsel i højhastighedslaserbeklædningsprocessen.

3.5 Ustabil pulverstrømning, der fører til ujævn belægning

Stabil pulverstrøm er afgørende for at opnå en ensartet højhastighedslaserbelægning. Ustabilitet i pulverstrømmen skyldes ofte slidte skrabere, blokerede pulvertilførselskanaler, utilstrækkelig gasstrøm, dårlige pulvertilførselstætninger eller luftlækager i pulvertilførselsrør.

3.6 Reduceret beklædningseffektivitet (tyndere belægning)

Reduceret effektivitet betyder en forringelse af systemets tilstand. Mulige årsager omfatter kontaminering af beskyttelseslinser, slidte skrabere, forkert arbejdsafstand, slidte pulverhuller, der forårsager en grovere pulverstrøm, eller et fald i lasereffekten.

4. konklusion

Højhastighedslaserbeklædning er en teknologi, der kræver præcis kontrol over dens procesparametre. Forekomsten af ​​de førnævnte problemer er ofte tæt forbundet med parametermatchning, udstyrsstatus og materialehåndtering. En systematisk forståelse af årsagerne til disse defekter er afgørende for at opnå højhastighedslaserbeklædning af høj kvalitet og udvide dens anvendelse. Ved løbende at optimere processen og styrke procesovervågningen kan stabiliteten og udbyttet af højhastighedslaserbeklædning forbedres effektivt.