Beim Laserauftragsschwei\u00dfen, einem hochentwickelten Verfahren der Oberfl\u00e4chentechnik, werden Hochenergielaser eingesetzt, um Metallpulver und die Substratoberfl\u00e4che gleichzeitig zu schmelzen und nach schneller Erstarrung metallurgisch gebundene Legierungsschichten zu bilden. Dieses fortschrittliche Laserauftragsschwei\u00dfverfahren verleiht den Werkst\u00fcckoberfl\u00e4chen eine hervorragende Korrosions-, Verschlei\u00df- und Hochtemperaturbest\u00e4ndigkeit und findet daher in verschiedenen industriellen Anwendungen breite Anwendung.<\/p>\n\n\n\n
Bei praktischen Anwendungen des Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfens streben die meisten industriellen Anwender Beschichtungen mit hoher Ebenheit an. Je flacher die Oberfl\u00e4che ist, desto weniger Nachpolieren ist erforderlich, wodurch Metallpulver eingespart und die Produktionskosten erheblich gesenkt werden. Die Ebenheit der Beschichtung beim Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen wird in erster Linie durch drei Faktoren beeinflusst: die Ebenheit eines einzelnen Beschichtungsdurchgangs, die Dicke eines einzelnen Durchgangs und die \u00dcberlappungsrate zwischen benachbarten Beschichtungsdurchg\u00e4ngen.<\/p>\n\n\n\n
W\u00e4hrend des Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfens wirken Oberfl\u00e4chenspannung und Benetzbarkeit des geschmolzenen Metalls zusammen, was je nach Form des Laserspots zu deutlich unterschiedlichen Schmelzspurprofilen f\u00fchrt. Bei der Verwendung kleiner kreisf\u00f6rmiger Spots (3 mm bis 5 mm) f\u00fcr das Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen bildet die Oberfl\u00e4che der Schmelzspur typischerweise eine konvexe Form statt der gew\u00fcnschten flachen Oberfl\u00e4che. Bei der Verwendung gr\u00f6\u00dferer rechteckiger Spots (10 mm-30 mm) hingegen verhindern Faktoren wie die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Pulverzufuhr und die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Spotintensit\u00e4t, dass die einzelne Beschichtungsschicht die ideale Ebenheit erreicht.<\/p>\n\n\n\n
Beim Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen m\u00fcssen sich benachbarte Schmelzspuren bis zu einem gewissen Grad \u00fcberlappen, ein Parameter, der f\u00fcr die Ebenheit der fertigen Beschichtung entscheidend ist. Die \u00dcberlappungsrate (R) wird wie folgt berechnet: Aus der Formel ist ersichtlich, dass die \u00dcberlappungsrate umso gr\u00f6\u00dfer ist, je kleiner die Schrittgr\u00f6\u00dfe ist, was bedeutet, dass sich die Schmelzspuren st\u00e4rker \u00fcberlappen. Beim Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen mit rechteckigen Punkten liegt die \u00dcberlappungsrate in der Regel unter 50%. Eine hohe \u00dcberlappungsrate kann sich negativ auf die Effizienz des Auftragschwei\u00dfens auswirken, w\u00e4hrend eine Rate von weniger als 50% zu Schwankungen in der Schichtdicke f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n Nehmen wir an, die Dicke der Beschichtung pro Durchgang betr\u00e4gt 1 mm. Bei dem Verfahren mit rechteckigen Spots betr\u00e4gt der d\u00fcnnste Teil der Beschichtung etwa 1 mm, w\u00e4hrend der dickste Teil theoretisch 2 mm erreichen kann (in der Praxis etwas weniger). Daher kann es bei langen rechteckigen Spots schwierig sein, die hohen Anforderungen an die Ebenheit von Beschichtungen zu erf\u00fcllen.<\/p>\n\n\n\n Im Gegensatz dazu weist das Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen mit kreisf\u00f6rmigen Spots von 3-5 mm Gr\u00f6\u00dfe einen deutlichen Vorteil auf. Das Prinzip dahinter ist ein anderes als bei rechteckigen Spots: Rechteckige Spots erreichen die erforderliche Auftragschwei\u00dfdicke typischerweise durch eine einzige Schicht (oder h\u00f6chstens zwei), w\u00e4hrend die Dicke des Laserauftragschwei\u00dfens mit kreisf\u00f6rmigen Spots von 3-5 mm durch mehrere \u00fcberlappende Schichten erreicht wird.<\/p>\n\n\n\n Bei einem kreisf\u00f6rmigen Spot von 5 mm Durchmesser und einer Schrittweite von 1 mm (\u00dcberlappungsrate von 80%) sind f\u00fcr eine 1 mm dicke Beschichtung beispielsweise f\u00fcnf Schichten mit 0,2 mm dicken Schmelzspuren erforderlich. Diese Mehrschichtigkeit ist ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen mit kleinen kreisf\u00f6rmigen Flecken und dem Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen mit rechteckigen Flecken.<\/p>\n\n\n\n Durch die Anwendung des Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfverfahrens mit 3-5 mm gro\u00dfen kreisf\u00f6rmigen Punkten kann eine au\u00dfergew\u00f6hnlich hohe Ebenheit (unter 10 Mikrometer) erreicht werden. Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse der Ebenheitspr\u00fcfung von Beschichtungen, die von Zhongke Zhongmei mit 3-5 mm gro\u00dfen kreisf\u00f6rmigen Punkten hergestellt wurden und deren Ebenheit ein hervorragendes Niveau von Ra5-6\u03bcm erreichte.<\/p>\n\n\n\n Auf der Grundlage der obigen Analyse kann eine klare Schlussfolgerung gezogen werden: Bei Anwendungen des Laserauftragschwei\u00dfens, die eine hohe Ebenheit erfordern, sind die Form und die Gr\u00f6\u00dfe des Laserspots kritische Prozessparameter. Das Laserauftragsschwei\u00dfen mit einem kreisf\u00f6rmigen Spot von 3-5 mm erreicht die geforderte Schichtdicke durch hohe \u00dcberlappungsraten und Mehrfachschichten, was es zur besten Wahl f\u00fcr Beschichtungen mit hoher Ebenheit macht. F\u00fcr Laserauftragsschwei\u00dfanwendungen, bei denen die Qualit\u00e4t der Beschichtung und die anschlie\u00dfenden Bearbeitungskosten im Vordergrund stehen, sind runde Spots zweifellos die beste Option.<\/p>\n\n\n\n Bei spezifischen Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfprojekten sollten die Ingenieure den Spot-Typ und die Prozessparameter auf der Grundlage von Faktoren wie Werkst\u00fcckanforderungen, Produktionseffizienz und wirtschaftlichen Erw\u00e4gungen ausw\u00e4hlen, um sicherzustellen, dass die Qualit\u00e4t des Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfens ihren optimalen Zustand erreicht.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Laser cladding technology, a sophisticated surface engineering method, utilizes high-energy lasers to simultaneously melt metal powder and the substrate surface, forming metallurgically bonded alloy coatings upon rapid solidification. 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In practical […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":4788,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[5,3],"tags":[103],"table_tags":[],"class_list":["post-4797","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-professional-knowledge","category-blog","tag-lydia-liu"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4797","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4797"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4797\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5062,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4797\/revisions\/5062"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4788"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4797"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4797"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4797"},{"taxonomy":"table_tags","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/table_tags?post=4797"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
R = D\/W \u00d7 100%<\/strong>
Wo D<\/strong> ist die \u00dcberlappungsbreite und W<\/strong> ist die Breite der einmaligen Ummantelung. Wenn eine Schrittweite d<\/strong> verwendet wird (die Entfernung, die der Laser nach jedem Durchgang zur\u00fccklegt), kann die \u00dcberlappungsrate wie folgt ausgedr\u00fcckt werden:
R = (W-d)\/W \u00d7 100%<\/strong><\/p>\n\n\n\nLeistungsvergleich zwischen kreisf\u00f6rmigen und rechteckigen Spotgr\u00f6\u00dfen beim Laserauftragschwei\u00dfen<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Effektivit\u00e4t des Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschwei\u00dfens in der Praxis<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Schlussfolgerung: Optimierung der Spotauswahl f\u00fcr das Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n