1. Лазерлік қаптау технологиясына шолу

Лазерлік қаптау - бұл негізінен қаптау материалын негіз бетіне жағуды қамтитын озық беттік инженерия және қайта жасау технологиясы. Қаптау материалын балқыту үшін жоғары энергиялы лазер сәулесі қолданылады, ол содан кейін тез қатып, металлургиялық байланысқан қабат түзеді. Бұл технология материалдардың беттік қасиеттерін, соның ішінде тозуға төзімділік пен коррозияға төзімділікті айтарлықтай жақсартады, бұл жоғары өнімді жөндеу және компоненттерді нығайту мүмкіндігін береді.

Гальваникалық қаптау және термиялық бүрку сияқты дәстүрлі беттік өңдеу технологияларымен салыстырғанда, лазерлік қаптау арқылы алынған жабындар біркелкі, тығыз және ұсақ түйіршіктерге ие. Сонымен қатар, жылу әсер ететін аймақ кішірек және сұйылту жылдамдығы басқарылады, бұл өнеркәсіптік қолданудың кең мүмкіндігін береді. Дегенмен, дәстүрлі лазерлік қаптау процестерінің де шектеулері бар, мысалы, сұйылту жылдамдығы әдетте 10%-дан асады. Тиімді қорғауға қол жеткізу үшін қалың жабындар қажет, ал беттің кедір-бұдырлығы тым жоғары болуы мүмкін, бұл қосымша өңдеуді қажет етеді, бұл материал мен уақытты босқа өткізуге әкеледі. Сонымен қатар, дәстүрлі процестердегі жоғары жылу шығыны негіздегі термиялық кернеу мен жарықшақтарды тудыруы мүмкін, ал өндіріс тиімділігі үлкен аумақты жылдам қаптауға жарамсыз, бұл оны одан әрі қолдануды шектейді.

2. Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау технологиясына кіріспе

Соңғы жылдары жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау технологиясы процестің тиімділігі мен қаптау сапасында айтарлықтай жетістіктерге жетті. Бұл технология коаксиалды ұнтақ беру әдісін қолданады, бұл лазер энергиясын ұнтақ ағынына көбірек шоғырландыруға мүмкіндік береді. Ұнтақ балқыту бассейніне түспес бұрын толығымен немесе ішінара ерітіледі, бұл негізге түсетін жылу шығынын айтарлықтай азайтады және қаптау тиімділігі мен ұнтақты пайдалануды арттырады.

Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау жабдықтары әдетте модульдік болып табылады, бұл техникалық қызмет көрсетуді және компоненттерді ауыстыруды жеңілдетеді, сонымен бірге процестің тұрақтылығы мен қайталануын қамтамасыз етеді. Саптама құрылымы да икемді, бұл оған әртүрлі өңдеу аймақтарына бейімделуге мүмкіндік береді. Жаңа аса жылдам лазерлік қаптау бастары оптикалық жол мен ұнтақ ағынының дизайнын оңтайландырады, энергияны пайдалануды және процестің тұрақтылығын одан әрі жақсартады, нәтижесінде кедір-бұдырлығы төмен тегіс жабындар пайда болады.

Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау дәстүрлі лазерлік қаптау технологиясын біртіндеп алмастырып, беттік инженерия мен қайта өңдеудегі негізгі әдіске айналады деп күтілуде. Дегенмен, лазерлік қаптау көп параметрлі байланысты қамтитын күрделі процесс болып табылады және пайдаланушылар үшін оның механизмін және негізгі процесті басқару нүктелерін мұқият түсіну өте маңызды. Келесі бөлімдерде жұмыс принциптері, негізгі процестің параметрлері, олардың әсерлері және жоғары жылдамдықты лазерлік қаптаудағы жиі кездесетін мәселелер қорытындыланады.

3. Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптаманың жұмыс принципі

Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптаудың негізгі қағидасы - ауаға шашыратылған металл ұнтағын тікелей балқыту үшін жоғары энергиялы лазер сәулесін пайдалану, сонымен бірге негіз бетін балқыту арқылы балқыту бассейнін қалыптастыру. Балқытылған ұнтақ пен негіз материалы балқыту бассейнінде металлургиялық байланысады, ал қоспа тез суытып, жоғары өнімді беттік жабынды қалыптастыру үшін қатаяды. Жоғары сапалы жабындарға қол жеткізу үшін дұрыс лазерлік қаптау параметрлері өте маңызды.

4. Негізгі процесс параметрлері және олардың жоғары жылдамдықты лазерлік қаптамаға әсері

1. Лазерлік қуат

Лазер қуаты уақыт бірлігінде балқытылатын ұнтақ мөлшерін және қаптаманың тиімділігін анықтайды. Төмен қуат ұнтақтың толық балқуына әкеліп соғады, бұл шұңқырлардың пайда болуына, әлсіз байланысқа және жабынның төмен қаттылығына әкеледі. Екінші жағынан, тым көп қуат балқыма бассейнін қыздырып, беткі әжімдерге немесе тіпті металлдың булануына әкелуі мүмкін.

2. Ұнтақты беру жылдамдығы

Ұнтақты беру жылдамдығы лазер энергиясының сіңуіне және таралуына әсер етеді. Ұнтақты шамадан тыс беру барлық ұнтақты еріту үшін жеткіліксіз энергияға әкелуі мүмкін, бұл нашар байланысқа, шұңқырлардың пайда болуына және қабыршақтануына әкеледі. Ұнтақты жеткіліксіз беру ұнтақты пайдалануды арттырады, бірақ жабынның үздіксіздігі мен қалыңдығын қамтамасыз ету үшін мұқият бақылауды қажет етеді.

3. Сканерлеу жылдамдығы

Сканерлеу жылдамдығы жабынның қалыңдығына және желімдеу сапасына әсер етеді. Егер жылдамдық тым жоғары болса, негіз тиімді балқыту бассейнін түзбеуі мүмкін, бұл әлсіз желімдеуге және оңай қабыршақтануға әкеледі. Жылдамдықты дұрыс арттыру жабынның қаттылығын және ұнтақты пайдалануды жақсарта алады.

4. Қабаттасу жиілігі

Қабаттасу жылдамдығы жабынның бетінің сапасына және сұйылту жылдамдығына әсер етеді. Қабаттасу жылдамдығының жоғары болуы (кішкентай қадам өлшемі) тегіс бетке және сұйылту жылдамдығының төмендеуіне әкеледі, ал қабаттасу жылдамдығының төмен болуы көрінетін жолақтарға және сұйылту жылдамдығының жоғарылауына әкеледі.

5. Газ ағынының жылдамдығы

Газ ағыны ұнтақты тасымалдауда және балқытылған бассейнді қорғауда екі мақсатқа қызмет етеді. Газ ағынының жеткіліксіздігі ұнтақтың бітелуіне әкелуі мүмкін, ал газдың шамадан тыс ағыны ұнтақтың пайдаланылуын азайтады. Аргон әдетте қорғаныс газы ретінде қолданылады, ол азотқа қарағанда жақсы тотығудан қорғайды, бұл лазерлік қаптаманың сапасын жақсартуға көмектеседі.

6. Саңылау биіктігі

Саптама биіктігі ұнтақтың конвергенциясы мен пайдаланылуына әсер етеді. Саптама биіктігінің тым жоғары болуы ұнтақтың дисперсиясына әкеліп, тиімділікті төмендетеді, ал тым төмен биіктік саптама ұнтағының адгезиясына әкеліп, қалыпты лазерлік қаптау процесіне кедергі келтіруі мүмкін.

5. Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптаманың жиі кездесетін мәселелері мен себептері

Қабықпен пилингБұл негіз балқыту бассейнін түзбегенде және ұнтақ негізбен металлургиялық байланыс орнатпағанда орын алады. Жалпы себептерге төмен қуат, ұнтақты шамадан тыс беру, жоғары сканерлеу жылдамдығы немесе негіз бетінің маймен немесе жабындармен ластануы жатады.

ЖарықтарЖарылу әдетте субстраттың жоғары қаттылығынан, шаршау қабаттарынан немесе ұнтақтың жоғары қаттылығынан болады. Бірнеше қабатты қаптама кернеудің жиналуына әкелуі мүмкін, ал никель негізіндегі ұнтақтар әсіресе сезімтал.

КеуектілікТот, негіздегі майдың ластануы, ұнтақтағы қоспалар, ылғал немесе жеткіліксіз қуат, шамадан тыс ұнтақ беру немесе жоғары сканерлеу жылдамдығы сияқты дұрыс емес өңдеу параметрлерінен туындайды.

Шамадан тыс ұнтақ және металл жылтырлығының болмауы: Бұл әдетте ұнтақты шамадан тыс беруден, қуаттың жеткіліксіздігінен, сканерлеу жылдамдығының жоғары болуынан, саптаманың биіктігінің жоғары болуынан немесе лазерлік дақтардың сәйкес келмеуінен болады.

Ұнтақтаудан кейін шұңқырларды алу: Көбінесе қуаттың жеткіліксіздігі, ұнтақты шамадан тыс беру немесе ұнтақтың толық еруіне кедергі келтіретін жоғары сканерлеу жылдамдығының нәтижесі.

Қиғаш әжімдер: Тым көп қуаттан, балқытылған бассейн температурасының жоғары болуынан немесе ұнтақтың шамадан тыс сұйылтылуынан туындаған.

Ұнтақтың саптамаға жабысуы: Бұл ұнтақтың шамадан тыс берілуіне, саптаманың жоғары температурасына, саптаманың төмен биіктігіне немесе бетінің кедір-бұдырлығына байланысты. Эксцентрлік қаптама басының параметрлері мұны азайтуға көмектеседі.

Ұнтақтың бітелуіКөбінесе ұнтақтың нашар ағындылығынан, қоспалардан, ылғалдан немесе ұнтақ беру жүйесінің нашар жұмысынан туындайды. Көп беру жүйелерінде ұнтақтың біркелкі таралмауы бітелуге әкелуі мүмкін.

Қаптау кезіндегі ысқырық дыбысБұл ұнтақтың ластануына, ылғалға, ластанған негізге немесе металлдың булануына әкелетін жоғары қуатқа байланысты болуы мүмкін, бұл жабынның коррозияға төзімділігіне әсер етуі мүмкін.

Ұшқын шашырауы: Жоғары сканерлеу жылдамдығынан, жоғары қуат тығыздығынан, үлкен газ ағынынан немесе қуат пен ұнтақты беру жылдамдығының сәйкес келмеуінен туындаған.

Тұрақсыз ұнтақ ағыны: Қырғыштың тозуынан, ұнтақ беру жолдарының бітелуінен, газ ағынының аздығынан немесе ұнтақ беру құрылғысының нашар тығыздалуынан туындайды, бұл жабынның біркелкі болмауына әкеледі.

Қаптау тиімділігінің төмендеуі: Көбінесе қорғаныс линзасының ластануына, қырғыштың тозуына, жұмыс қашықтығының дұрыс болмауына, ұнтақ тесіктерінің тозуына немесе лазер қуатының төмендеуіне байланысты.

6. қорытынды

Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау, келесі буын лазерлік қаптау технологиясы ретінде, тиімділікті арттыруда, жылу шығынын азайтуда және беттің сапасын жақсартуда айтарлықтай артықшылықтар ұсынады. Ол бетті жақсарту және қайта жасау үшін маңызды бағытқа айналуда. Оның принциптерін меңгеру және негізгі параметрлерін бақылау, сонымен қатар кең таралған ақауларды анықтау және шешу оны практикалық өндірісте қолдануды ілгерілету үшін өте маңызды. Байланысты жабдықтар мен материалдардың үздіксіз дамуымен жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау өнеркәсіптік салаларда маңызды рөл атқаратын болады.