Ang teknolohiyang laser cladding, isang sopistikadong pamamaraan ng surface engineering, ay gumagamit ng mga high-energy laser upang sabay na tunawin ang metal powder at ang ibabaw ng substrate, na bumubuo ng mga metalurhikong haluang metal coatings sa mabilis na pagtigas. Ang advanced na proseso ng laser cladding na ito ay nagbibigay ng mahusay na resistensya sa kalawang, pagkasira, at mataas na temperatura sa mga ibabaw ng workpiece, kaya malawak itong ginagamit sa iba't ibang aplikasyon sa industriya.

Sa mga praktikal na aplikasyon ng laser cladding, karamihan sa mga gumagamit ng industriya ay naglalayong makamit ang mga patong na may mataas na patag. Kung mas patag ang ibabaw, mas kaunting post-polishing ang kinakailangan, na nakakatipid sa materyal na metal powder at makabuluhang binabawasan ang mga gastos sa produksyon. Kapansin-pansin, ang patag ng patong ng laser cladding ay pangunahing naiimpluwensyahan ng tatlong salik: ang patag ng isang single cladding pass, ang kapal ng isang single pass, at ang overlap rate sa pagitan ng mga katabing cladding pass.

Epekto ng Hugis ng Spot sa Kalidad ng Laser Cladding

Sa proseso ng laser cladding, ang surface tension at pagkabasa ng tinunaw na metal ay nag-uugnay, na humahantong sa magkakaibang melt track profile depende sa hugis ng laser spot. Kapag gumagamit ng maliliit na pabilog na spot (3mm-5mm) para sa laser cladding, ang ibabaw ng melt track ay karaniwang bumubuo ng convex na hugis sa halip na ang ninanais na patag na ibabaw. Sa kabaligtaran, kapag gumagamit ng mas malalaking parihabang spot (10mm-30mm), ang mga salik tulad ng powder feed uniformity at spot intensity uniformity ay pumipigil sa single cladding layer na makamit ang ideal na flatness.

Ang Kritikal na Papel ng Overlap Rate sa Laser Cladding

Sa laser cladding, ang mga katabing melt track ay dapat mag-overlap sa isang tiyak na antas, isang parameter na mahalaga para sa pagiging patag ng pangwakas na coating. Ang overlap rate (R) ay kinakalkula bilang:
R = D/W × 100%
Saan D ay ang lapad ng pagsasanib at W ay ang lapad ng single pass cladding. Kung ang laki ng isang baitang d ay ginagamit (ang distansya kung saan gumagalaw ang laser pagkatapos ng bawat pagpasa), ang overlap rate ay maaaring ipahayag bilang:
R = (Ld)/L × 100%

Mula sa pormula, malinaw na mas maliit ang sukat ng hakbang, mas malaki ang overlap rate, ibig sabihin ay mas magkakapatong ang mga melt track. Sa kaso ng rectangular spot laser cladding, ang overlap rate ay karaniwang mas mababa sa 50%. Ang mataas na overlap rate ay maaaring negatibong makaapekto sa kahusayan ng cladding, habang ang rate na mas mababa sa 50% ay magdudulot ng mga pagbabago-bago sa kapal ng coating.

Paghahambing ng Pagganap ng Pabilog vs. Parihabang Laki ng Spot sa Laser Cladding

Ipagpalagay natin na ang kapal ng cladding kada pasada ay 1mm. Sa prosesong gumagamit ng mga parihabang batik, ang pinakamanipis na bahagi ng patong ay nasa bandang 1mm, habang ang pinakamakapal na bahagi ay maaaring umabot sa 2mm sa teorya (medyo mas mababa sa pagsasagawa). Samakatuwid, ang mahahabang parihabang batik ay maaaring mahirapan na matugunan ang mga kinakailangan sa mataas na patag para sa mga patong na cladding.

Sa kabaligtaran, ang proseso ng laser cladding gamit ang mga pabilog na batik na may sukat na 3-5mm ay nagpapakita ng isang malaking bentahe. Ang prinsipyo sa likod nito ay naiiba sa mga parihabang batik: ang mga parihabang batik ay karaniwang nakakamit ang kinakailangang kapal ng cladding sa pamamagitan ng isang patong (o hindi hihigit sa dalawa), samantalang ang 3-5mm na pabilog na batik na laser cladding ay nakakamit sa pamamagitan ng maraming patong ng pagsasanib.

Halimbawa, gamit ang isang 5mm na pabilog na batik na may 1mm na sukat ng hakbang (80% na antas ng pagsasanib), upang makamit ang isang 1mm na kapal na patong, kakailanganin nito ang limang patong ng 0.2mm na kapal na mga melt track. Ang katangiang ito ng multilayer stacking ay isang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng maliit na pabilog na batik at parihabang batik na laser cladding.

Bisa sa Tunay na Mundo ng High-Speed ​​Laser Cladding

Sa pamamagitan ng pag-aampon ng 3-5mm circular spot laser cladding process, makakamit ang napakataas na flatness (mas mababa sa 10 microns). Ipinapakita ng Figure 2 ang mga resulta ng flatness test ng mga coatings na ginawa ng Zhongke Zhongmei gamit ang 3-5mm circular spots, kung saan ang flatness ay umabot sa mahusay na antas ng Ra5-6μm.

Konklusyon: Pag-optimize sa Pagpili ng Spot para sa Proseso ng Laser Cladding

Batay sa pagsusuri sa itaas, maaaring makabuo ng isang malinaw na konklusyon: Sa mga aplikasyon ng laser cladding na nangangailangan ng mataas na patag na disenyo, ang hugis at laki ng laser spot ay mga kritikal na parametro ng proseso. Nakakamit ng 3-5mm na proseso ng circular spot laser cladding ang kinakailangang kapal ng cladding sa pamamagitan ng mataas na overlap rate at multiple layer stacking, na ginagawa itong pinakamahusay na pagpipilian para sa mga coating na may mataas na patag na disenyo. Para sa mga aplikasyon ng laser cladding na nakatuon sa kalidad ng coating at kasunod na mga gastos sa pagproseso, walang alinlangan na ang mga circular spot ang mas mahusay na opsyon.

Sa mga partikular na proyekto ng laser cladding, dapat piliin ng mga inhinyero ang uri ng lugar at mga parametro ng proseso batay sa mga salik tulad ng mga kinakailangan sa workpiece, kahusayan sa produksyon, at mga konsiderasyong pang-ekonomiya upang matiyak na ang kalidad ng laser cladding ay umaabot sa pinakamainam na estado nito.