Lasersko oblaganje Tehnologija vključuje nanos izbranega obložnega materiala na površino substrata z uporabo različnih metod polnjenja. Z laserskim obsevanjem se tanka plast površine substrata stopi in hitro strdi, pri čemer se tvori metalurško vezan površinski premaz z zelo nizkim razredčenjem. To znatno izboljša površinske lastnosti materiala substrata, kot so odpornost proti obrabi, koroziji, toplotni odpornost, oksidaciji in električne lastnosti.

Klasifikacije laserskega oblaganja

Glede na vrsto uporabljenih materialov in njihovo povezavo z laserskim žarkom so običajne laserska obloga Tehnologije lahko razdelimo na: koaksialno oblaganje s prašnim laserjem, zunajosno oblaganje s prašnim laserjem (imenovano tudi lateralno oblaganje s prašnim laserjem), visokohitrostno lasersko oblaganje (imenovano tudi ultrahitrostno lasersko oblaganje) in visokohitrostno žično lasersko oblaganje.

Koaksialno prašno lasersko oblaganje

Koaksialni prah laserska obloga Običajno se uporablja polprevodniški vlakenski laser in diskovni dovajalnik prahu s plinom. Glava za oblaganje uporablja krožno shemo svetlobnih točk z osrednjim svetlobnim snopom in prahom, ki se dovaja okoli njega, ali z več tokovi prahu. S posebej zasnovanim kanalom za zaščitni plin se prah, svetlobni snop in zaščitni plin zbližajo v eni točki, kjer se tvori staljena masa. Ko se glava za oblaganje premika glede na obdelovanec, se na površini tvori plast oblaganja.

Prednosti koaksialnega prašnega laserskega oblaganja:

Visoka svoboda in enostavna avtomatizacijaKakovost obložne plasti ostane nespremenjena ne glede na smer gibanja, zaradi česar je zelo prilagodljiva avtomatizaciji z industrijskimi roboti ali večosnimi stroji.

Dobra zaščita pred inertnim plinomStaljeni bazen je zaščiten z inertnimi plini, kar izboljša stabilnost procesa.

Majhen staljeni bazen, enakomerno segrevanje in dobra odpornost proti razpokamEnakomerna interakcija med prahom in svetlobo zagotavlja boljšo kakovost in trajnost obložene površine.

Zunajosno prašno lasersko oblaganje

Znan tudi kot lateralni prah laserska oblogaTa metoda uporablja polprevodniški ali vlakenski laser z gravitacijskim dovajalnikom prahu. Glava za oblaganje uporablja pravokotno svetlobno točko v kombinaciji s stranskim dovajanjem prahu. Prah zlitine se dostavi na površino obdelovanca in se z laserskim žarkom stopi, pri čemer tvori staljeno bazo.

Prednosti laserskega oblaganja s prašnim laserjem zunaj osi:

Visoka izkoriščenost materialaPrah se pred taljenjem z laserjem nanese na površino, s čimer se doseže izkoristek materiala nad 95 %.

Visoka učinkovitost oblogePravokotni žarek omogoča večjo lasersko moč in večje velikosti točk, kar izboljša hitrost oblaganja.

Brez porabe inertnega plinaTa metoda ne porablja inertnega plina, čeprav zahteva skrbno upoštevanje odpornosti prahu proti oksidaciji.

Ultrahitrostno lasersko oblaganje

Ta postopek uporablja visokokakovosten vlakenski laser in visokohitrostne glave za nanos prahu za doseganje izjemno visokih hitrosti nanosa prahu (do 200 m/min). Prah se pred vstopom v talino predhodno segreje ali popolnoma stopi, kar drastično skrajša čas taljenja prahu.

Prednosti ultrahitrostnega laserskega oblaganja:

Visoka izraba laserske energijeLaserski žarek učinkovito segreva prah in obdelovanec, s čimer se zmanjša izguba energije in poveča učinkovitost nanosa.

Nizka stopnja redčenjaPri visokih hitrostih oblaganja in kratkih časih izpostavljenosti staljeni talini ostane stopnja redčenja oblagalne plasti nizka.

Nizka hrapavost površine in odpornost proti razpokamPostopek zmanjšuje napake v obloženi plasti in zagotavlja visokokakovostne rezultate.

Visokohitrostno žično lasersko oblaganje

Visokohitrostna žica laserska obloga uporablja kovinsko žico kot material za oblaganje, ki se dovaja v laserski žarek. Kovinska žica se stali in tvori staljeno maso, ki se strdi in ustvari plast oblaganja.

Prednosti visokohitrostnega žično laserskega oblaganja:

Koristi za okoljeUporaba žice namesto prahu odpravlja brizganje in kovinski prah, kar izboljšuje okoljsko učinkovitost.

Visoka izkoriščenost materialaŽica je popolnoma staljena, kar zagotavlja skoraj 99-odstotni izkoristek materiala.

Visoka učinkovitost oblogeNadzorovan vnos energije in hitra hitrost oblaganja zagotavljata visoko učinkovitost materiala.

Vpliv procesnih parametrov na učinek obloge

Lasersko oblaganje Parametri, vključno z močjo laserja, premerom pike, hitrostjo oblaganja, odmikom fokusa, hitrostjo dovajanja prahu, hitrostjo skeniranja in temperaturo predgrevanja, pomembno vplivajo na stopnjo redčenja obložene plasti, nastanek razpok, hrapavost površine in skupno gostoto obloženih delov. Nepravilne nastavitve parametrov lahko povzročijo slabo metalurško vez med oblaganjem in podlago, kar ovira nastanek večplastnih kanalov.

Ključni procesni parametri vključujejo:

Laserska močTo določa staljeni volumen substrata. Povečanje moči vodi do globljega oblaganja, hkrati pa poveča verjetnost poroznosti. Vendar pa lahko višja moč zmanjša razpoke in poroznost z izboljšanjem dinamičnega strjevanja med fazo hlajenja.

Spot PremerPremer laserske pike vpliva na širino obložne plasti. Medtem ko majhne velikosti pik zagotavljajo boljšo kakovost, so velike pike boljše za pokrivanje večjih površin.

Hitrost oblogeHitrost nanašanja obloge vpliva na to, kako dobro se tali prah zlitine. Če je previsoka, se prah ne bo popolnoma stalil; če je prenizka, se bo talilna kad pregrela, kar bo povzročilo izgubo materiala.

Značilnosti tehnologije laserskega oblikovanja površin

Hitra hitrost hlajenja in hitro strjevanje.

Nizka toplotna deformacija, z nizkimi stopnjami redčenja in odlično metalurško vezjo med premazom in podlago.

Široka izbira materialovNa osnovi železa, niklja, bakra, titana in drugih.

Natančna kontrola debelineDebelina obloge se giblje od 0.2 mm do 2 mm, kar je idealno za obnovo obrabnih delov.

Visoka natančnost obdelave, primerno za majhna ali težko obdelovalna območja.

Enostavna integracija avtomatizacije.

Sistemi materialov za lasersko oblaganje

Izbira obložnih materialov je ključnega pomena za doseganje želene kakovosti in lastnosti površine. Izbira ustreznih materialov je običajno odvisna od fizikalnih in kemijskih lastnosti podlage, zato je treba ustrezno izbrati tudi obložni material.

Materialni sistemi:

Samolepilni zlitinski prahoviMednje spadajo prahovi na osnovi železa, niklja in kobalta, ki se najpogosteje uporabljajo pri laserskem oblaganju. Ponujajo odlično odpornost proti koroziji in oksidaciji.

Kompozitni praškiTi združujejo keramiko z visokim tališčem, kot so karbidi, nitridi in boridi, s kovinami, kar tvori prahove, idealne za izdelavo premazov, odpornih proti obrabi.

Keramični pudriVključno s keramiko na osnovi oksidov, kot sta aluminijev oksid in cirkonijev oksid, se te pogosto uporabljajo za izdelavo toplotno odpornih premazov.

Drugi legirani prahoviGlede na zahteve uporabe se uporabljajo tudi prahovi iz zlitin na osnovi bakra, titana, aluminija in drugih specializiranih zlitin.

zaključek

Lasersko oblaganje Tehnologija se pogosto uporablja v panogah, kot so vesoljska, avtomobilska, petrokemična, metalurška in železniški promet, za popravilo in izboljšanje kritičnih komponent. Z zagotavljanjem stroškovno učinkovite rešitve za popravilo poškodovanih delov, laserska obloga zmanjšuje stroške, povečuje učinkovitost in izboljšuje delovanje. Z napredkom visokozmogljivih laserjev in nižjimi proizvodnimi stroški, laserska obloga postaja vroča tema tako v akademskih kot industrijskih raziskavah.