Placarea cu laser de mare viteză, ca tehnologie avansată de inginerie a suprafețelor, oferă avantaje semnificative în îmbunătățirea proprietăților materialelor și repararea componentelor deteriorate. Cu toate acestea, din cauza complexității parametrilor de proces și a factorilor de mediu în schimbare, placarea cu laser de mare viteză poate întâmpina diverse probleme de calitate în aplicațiile practice. Acest articol analizează sistematic problemele și cauzele comune ale placării cu laser de mare viteză, oferind informații pentru optimizarea procesului.

1. Lipirea stratului de acoperire și defectele metalurgice

În cazul placării cu laser de mare viteză, calitatea legăturii dintre strat și substrat afectează în mod direct performanța de serviciu. Următoarele sunt defecte tipice legate de lipire:

1.1 Decojire

Decojirea se referă la desprinderea stratului de acoperire de pe suprafața substratului. Cauza principală este că substratul nu a format un bazin de topire eficient, ceea ce duce la o legătură metalurgică slabă între pulbere și substrat. În cazul placării cu laser de mare viteză, puterea redusă, excesul de pulbere și viteza mare de scanare pot împiedica formarea bazinului de topire. În plus, contaminarea, cum ar fi uleiul sau straturile galvanizate de pe suprafața piesei, poate împiedica, de asemenea, o lipire corespunzătoare.

1.2 Fisuri

Fisurile sunt defecte frecvente în placarea cu laser de mare viteză, adesea legate de concentrarea stresului termic și de nepotrivirea materialelor. Este mai probabil să apară fisuri atunci când substratul are o duritate ridicată (de exemplu, după călire sau carburare), straturi de oboseală sau când pulberea are o duritate ridicată și rate mari de contracție. Sensibilitatea la fisurare este deosebit de ridicată atunci când se utilizează pulberi pe bază de nichel sau în cazul placării laser multistrat.

1.3 Porozitate

Porozitatea reduce semnificativ densitatea stratului de acoperire și rezistența la coroziune. În cazul placării cu laser de mare viteză, cauzele porozității sunt diverse, inclusiv rugina sau uleiul de pe substrat, impuritățile sau umiditatea din pulbere, fluxul instabil de pulbere, excesul de pulbere, puterea insuficientă sau viteza mare de scanare.

2. Calitatea suprafeței de acoperire și aspecte morfologice

2.1 Pudră flotantă excesivă și lipsă de luciu metalic

Această problemă afectează grav calitatea suprafeței după placarea cu laser de mare viteză. Aceasta poate rezulta din excesul de pulbere, puterea scăzută, viteza mare de scanare, înălțimea mare a duzei, dimensiunea mică a spotului laser sau contaminarea lentilelor optice, ceea ce determină topirea incompletă a pulberii și umezirea slabă.

2.2 Pete după șlefuire

Punctarea este cauzată de obicei de topirea incompletă a pulberii sau de topirea insuficientă. Această problemă este frecventă în procesele cu putere redusă, pulbere excesivă sau viteză mare de scanare, care sunt manifestări tipice ale unei potriviri slabe între pulbere și energie în placarea cu laser de mare viteză.

2.3 Riduri diagonale pe înveliș

Aceste defecte morfologice sunt de obicei legate de un bazin de topire supraîncălzit și sunt mai susceptibile de a apărea atunci când puterea este prea mare, temperatura bazinului de topire este prea mare sau pulberea este lichefiată excesiv. Acest lucru poate afecta aspectul și precizia dimensională a piesei placate cu laser de mare viteză.

3. Probleme legate de alimentarea cu pulbere și stabilitatea procesului

3.1 Aderența pulberii la duză

Aderența pulberii la duză poate perturba fluxul de pulbere, afectând stabilitatea placării cu laser de mare viteză. Cauzele includ ejecția excesivă a pulberii, creșterea temperaturii duzei, distanța de lucru redusă a duzei sau suprafețele duzei rugoase sau contaminate. Compensarea corectă a capului de placare poate contribui la atenuarea acestei probleme.

3.2 Înfundarea pulberilor

Înfundarea pulberii întrerupe direct procesul de placare cu laser de mare viteză. Cauzele frecvente includ curățarea întârziată a pulberii aderente, fluiditatea redusă a pulberii, umiditatea sau impuritățile din pulbere și distribuția neuniformă a pulberii în sistemele cu alimentare multiplă.

3.3 Zgomotul “Hissing” în timpul placării

Zgomotul anormal din timpul procesului de placare indică adesea o problemă în proces. Acesta poate fi cauzat de contaminarea cu pulbere, umiditate sau substraturi murdare. Densitatea mare de putere poate duce la vaporizarea metalului în bazinul de topire, producând zgomot și afectând rezistența la coroziune a stratului de placare cu laser.

3.4 Stropi de scântei în timpul placării

Stropirea severă de scântei poate compromite siguranța procesului și calitatea acoperirii. Aceasta apare de obicei atunci când viteza de scanare este prea mare, densitatea de putere este prea mare, puterea și alimentarea cu pulbere sunt nepotrivite sau debitul de gaz este prea mare, reprezentând un aport excesiv de energie în procesul de placare cu laser de mare viteză.

3.5 Fluxul instabil al pulberii duce la o acoperire neuniformă

Fluxul stabil al pulberii este esențial pentru obținerea unei acoperiri uniforme cu placare laser de mare viteză. Instabilitatea fluxului de pulbere este adesea cauzată de raclete uzate, canale de alimentare cu pulbere blocate, flux insuficient de gaz, etanșări necorespunzătoare ale alimentatorului de pulbere sau scurgeri de aer în conductele de alimentare cu pulbere.

3.6 Eficiență redusă a placării (strat mai subțire)

Eficiența redusă semnifică o deteriorare a stării sistemului. Cauzele posibile includ contaminarea lentilelor de protecție, racletele uzate, distanța de lucru necorespunzătoare, găurile de praf uzate care cauzează un flux de praf mai aspru sau o scădere a puterii laserului.

4. Concluzii

Placarea cu laser de mare viteză este o tehnologie care necesită un control precis al parametrilor săi de proces. Apariția problemelor menționate mai sus este adesea strâns legată de potrivirea parametrilor, starea echipamentelor și gestionarea materialelor. O înțelegere sistematică a cauzelor acestor defecte este esențială pentru obținerea unei placări cu laser de mare viteză de înaltă calitate și pentru extinderea aplicațiilor sale. Prin optimizarea continuă a procesului și consolidarea monitorizării procesului, stabilitatea și randamentul placării cu laser de mare viteză pot fi îmbunătățite în mod eficient.