Lasercladding is een type van laser additief fabricageproces waarbij een geselecteerd claddingmateriaal wordt aangebracht op het oppervlak van een basiscomponent en een metallurgische binding vormt met het substraat. Deze oppervlaktecoating verbetert de weerstand van het basismateriaal tegen corrosie, slijtage, hoge temperaturen, oxidatie en bepaalde elektrische eigenschappen aanzienlijk. Het wordt gebruikt om het oppervlak van werkstukken aan te passen of te herstellen op een manier die voldoet aan de specifieke prestatievereisten van materialen, terwijl ook waardevolle hulpbronnen worden bespaard door onnodig verbruik van kostbare elementen te vermijden.

Momenteel, laserbekleding wordt voornamelijk toegepast op verschillende belangrijke gebieden: oppervlaktemodificatie van materialen zoals rollen, gasturbinebladen, tandwielen, enz. om hun prestaties te verbeteren; oppervlaktereparatie van producten zoals rotoren en boren, waarbij de reparatiekosten slechts ongeveer 20% van de kosten van herfabricage bedragen, waardoor de reparatietijd korter wordt en tegemoet wordt gekomen aan de dringende behoefte aan snelle reparaties van belangrijke onderdelen voor een continue en betrouwbare werking in grootschalige bedrijven. Bovendien, laserbekleding technologie wordt gebruikt om een super-slijtvaste, corrosiebestendige legering aan te brengen op het oppervlak van matrijzen, waardoor de levensduur van deze onderdelen aanzienlijk wordt verlengd.

Veelgebruikte laserbekledingsmaterialen

De meest gebruikte materialen in laserbekleding zijn op nikkel gebaseerde legeringen, op kobalt gebaseerde legeringen, op ijzer gebaseerde legeringen en composieten van wolfraamcarbide. Hiervan worden nikkelgebaseerde materialen het meest gebruikt vanwege hun kosteneffectiviteit in vergelijking met kobaltgebaseerde materialen. Vergeleken met traditionele methoden zoals lassen, galvaniseren, spuiten en chemische dampdepositie, laserbekleding technologie biedt de volgende voordelen:

Snelle koeling: Door het snelle stolproces kan het werkstuk fijnkorrelige structuren bereiken of nieuwe fasen produceren, zoals niet-evenwichtige of amorfe toestanden, die niet kunnen worden verkregen door middel van evenwichtsprocessen.

Lage bekledingsverdunning: Het bekledingsmateriaal vormt een sterke metallurgische binding of interfacediffusieverbinding met het substraat. Door parameters als laservermogen, spotgrootte en brandpuntsafstand aan te passen, kan een hoogwaardige coating met gecontroleerde samenstelling en verdunning worden verkregen.

Minimale thermische vervorming: Door een hoge vermogensdichtheid te gebruiken voor snel cladden, kan vervorming gecontroleerd en beperkt worden tot binnen de assemblagetolerantie van het onderdeel. Als het onderdeel na het cladden een laseroppervlakverbeteringsproces ondergaat, worden interne spanningen verwijderd en brosheid verminderd, wat de beste resultaten oplevert.

Flexibele poederselectie: Er zijn bijna geen beperkingen voor de poeders die kunnen worden gebruikt en elk type poedermateriaal kan worden geselecteerd op basis van de procesvereisten, vooral in gevallen waar legeringen met een hoog smeltpunt worden gecladded op metalen met een laag smeltpunt.

Selectieve bekleding: Laserbekleding maakt selectieve bekleding mogelijk, waardoor minder materiaal wordt verbruikt en de prestaties worden verbeterd, waardoor het een economisch efficiënte oplossing is.

Moeilijk toegankelijke gebieden bereiken: Laserbekleding kan worden toegepast op moeilijk bereikbare plaatsen, zolang de laserspot en het poeder de vereiste gebieden kunnen bereiken.

Breed scala aan bekledingsdiktes: De dikte van de bekledingslaag kan gevarieerd worden en hetzelfde gebied kan meerdere keren bekleed worden voor een betere kwaliteit van de coating.

Laserbekleding in reparatie en onderhoud van onderdelen

Bij schade aan onderdelen, vooral in aandrijfassen, is vaak sprake van onregelmatige slijtage op verschillende plaatsen, zoals lagerzittingen en blootliggende gebieden. Zelfs onderdelen die vaak versleten of gecorrodeerd zijn, kunnen alleen op specifieke plaatsen schade vertonen. Veel oppervlakken kunnen ook niet-cirkelvormige en niet-lineaire kenmerken hebben, waardoor een claddingproces nodig is dat zich kan aanpassen aan meerdere oriëntaties binnen één bewerking. Dit is met name een uitdaging voor traditionele rechtlijnige machines, maar robots met mechanische armen kunnen mensachtige bewegingen simuleren om dergelijke taken uit te voeren. laserbekleding ideaal voor onderdelen met niet-cirkelvormige en niet-lineaire kenmerken. Traditionele bewerkingsmachines, vooral CNC-draaibanken, worden nog steeds vaak gebruikt als bewegingsdragers tijdens het cladden.

Industriële toepassingen van laserbekleding

Momenteel, laserbekleding wordt veel gebruikt in industrieën zoals de scheepsbouw en mijnbouwmachines, vooral voor de productie of reparatie van belangrijke grote bewegende onderdelen. De mogelijkheid om deze kritieke onderdelen snel te repareren en te verbeteren is een belangrijk voordeel in deze industrieën, omdat het de stilstandtijd minimaliseert en de levensduur van dure machines verlengt.