Napawanie laserowe to rodzaj laserowego procesu wytwarzania przyrostowego, w którym wybrany materiał napawany jest nakładany na powierzchnię elementu podstawowego, tworząc metalurgiczne wiązanie z podłożem. Taka powłoka powierzchniowa znacznie zwiększa odporność materiału bazowego na korozję, zużycie, wysokie temperatury, utlenianie i niektóre właściwości elektryczne. Jest ona wykorzystywana do modyfikacji lub naprawy powierzchni obrabianych elementów w sposób, który spełnia określone wymagania dotyczące wydajności materiałów, jednocześnie oszczędzając cenne zasoby, unikając niepotrzebnego zużycia cennych pierwiastków.

Obecnie, napawanie laserowe jest przede wszystkim stosowana w kilku kluczowych obszarach: modyfikacja powierzchni materiałów, takich jak rolki, łopatki turbin gazowych, koła zębate itp. w celu zwiększenia ich wydajności; naprawa powierzchni produktów, takich jak wirniki i wiertła, gdzie koszt naprawy wynosi tylko około 20% kosztu ponownej produkcji, skracając czas naprawy i odpowiadając na pilną potrzebę szybkich napraw kluczowych komponentów w celu zapewnienia ciągłej i niezawodnej pracy w dużych przedsiębiorstwach. Dodatkowo, napawanie laserowe Technologia ta jest wykorzystywana do nakładania super odpornego na zużycie, odpornego na korozję stopu na powierzchnię form, znacznie zwiększając żywotność tych komponentów.

Powszechnie stosowane materiały do napawania laserowego

Najczęściej używane materiały w napawanie laserowe obejmują stopy na bazie niklu, kobaltu, żelaza i kompozyty węglika wolframu. Spośród nich, materiały na bazie niklu są najczęściej stosowane ze względu na ich opłacalność w porównaniu do materiałów na bazie kobaltu. W porównaniu z tradycyjnymi metodami, takimi jak spawanie, galwanizacja, natryskiwanie i chemiczne osadzanie z fazy gazowej, napawanie laserowe oferuje następujące korzyści:

Szybkie tempo chłodzenia: Szybki proces krzepnięcia umożliwia uzyskanie drobnoziarnistych struktur lub wytworzenie nowych faz, takich jak stany nierównowagowe lub amorficzne, których nie można uzyskać w procesach równowagi.

Niskie rozcieńczenie okładziny: Materiał okładziny tworzy silne wiązanie metalurgiczne lub dyfuzyjne wiązanie interfejsu z podłożem. Dostosowując parametry, takie jak moc lasera, rozmiar plamki i długość ogniskowej, można uzyskać wysokiej jakości powłokę o kontrolowanym składzie i rozcieńczeniu.

Minimalne zniekształcenia termiczne: Wykorzystując wysoką gęstość mocy do szybkiego napawania, odkształcenie może być kontrolowane i zredukowane do tolerancji montażowej części. Jeśli część zostanie poddana procesowi laserowego ulepszania powierzchni po napawaniu, wewnętrzne naprężenia zostaną usunięte, a kruchość zostanie zmniejszona, uzyskując najlepsze wyniki.

Elastyczny wybór proszku: Nie ma prawie żadnych ograniczeń co do stosowanych proszków, a każdy rodzaj materiału proszkowego może być wybrany zgodnie z wymaganiami procesu, szczególnie w przypadkach, gdy stopy o wysokiej temperaturze topnienia są nakładane na metale o niskiej temperaturze topnienia.

Okładziny selektywne: Nakładanie laserowe pozwala na selektywną okładzinę, zmniejszając zużycie materiału przy jednoczesnej poprawie wydajności, co czyni go ekonomicznie wydajnym rozwiązaniem.

Docieranie do trudno dostępnych obszarów: Nakładanie laserowe może być stosowany w trudno dostępnych obszarach, o ile plamka lasera i proszek mogą dotrzeć do wymaganych obszarów.

Szeroki zakres grubości okładzin: Grubość warstwy okładziny może być różna, a ten sam obszar może zostać poddany wielokrotnemu przejściu okładziny w celu poprawy jakości powłoki.

Napawanie laserowe w naprawie i konserwacji komponentów

Uszkodzenia komponentów, zwłaszcza wałów napędowych, często wiążą się z nieregularnym zużyciem w różnych miejscach, takich jak gniazda łożysk i odsłonięte obszary. Nawet części, które są często zużyte lub skorodowane, mogą wykazywać uszkodzenia tylko w określonych obszarach. Wiele powierzchni może mieć również nieokrągłą i nieliniową charakterystykę, co wymaga procesu napawania, który może dostosować się do wielu orientacji w ramach jednej operacji. Jest to szczególnie trudne w przypadku tradycyjnych maszyn prostoliniowych, ale roboty z mechanicznymi ramionami mogą symulować ruchy podobne do ludzkich, aby poradzić sobie z takimi zadaniami. napawanie laserowe Idealne rozwiązanie dla części o nieokrągłych i nieliniowych kształtach. Tradycyjne obrabiarki, w szczególności tokarki CNC, są nadal powszechnie stosowane jako nośniki ruchu podczas operacji napawania.

Przemysłowe zastosowania napawania laserowego

Obecnie, napawanie laserowe jest szeroko stosowany w branżach takich jak przemysł stoczniowy i maszyny górnicze, zwłaszcza do produkcji lub naprawy kluczowych dużych ruchomych części. Możliwość szybkiej naprawy i ulepszenia tych krytycznych komponentów jest znaczącą zaletą w tych branżach, ponieważ minimalizuje przestoje i wydłuża żywotność drogich maszyn.