高速激光熔覆過程中影響加工的八大參數(shù)

　　1、激光功率：單位時(shí)間內(nèi)激光器輸出的能量。高速激光熔覆一般采用KW級激光器，如LT-3KW、LT-4KW等，市場應(yīng)用廣泛，能夠滿足大部分領(lǐng)域的需求。

　　2、光斑形狀：光斑形狀是影響熔覆質(zhì)量的一個(gè)重要因素，光斑形狀由激光器的光學(xué)系統(tǒng)決定。激光光束從送粉器射出后，經(jīng)過掃描系統(tǒng)，再到基板上，在不同的位置形成不同的光斑。光斑形狀直接影響著熔覆效果和成形質(zhì)量。常見的光斑形狀分為圓形和矩形兩種，用戶根據(jù)加工對象的特點(diǎn)選擇使用。

　　3、光斑大?。汗獍叽笮∈侵腹馐粧呙璧交灞砻娴拿娣e。激光熔覆過程中，激光能量聚集在熔覆層的中央，然后通過輻射向周圍發(fā)散，光斑大小主要影響光功率密度，即單位面積的光能。相同功率條件下，光斑尺寸越小，光功率密度越大，高功率密度光斑適用于高包層。熔點(diǎn)金屬粉末。

　　4、 加工距離：也叫搭接率，是指激光熔覆時(shí)，激光束從熔池中吸收熱量所需的距離。激光熔覆過程中，光斑距離是影響熔覆質(zhì)量的重要因素。在實(shí)際加工中，當(dāng)光斑距離在3-5 mm范圍內(nèi)變化時(shí)，熔覆層質(zhì)量良好，因此光斑距離一般控制在3-5 mm。

　　5、搭接率：搭接率是指熔覆金屬粉末與基板的搭接率。搭接率是影響熔覆層表面粗糙度的一個(gè)重要參數(shù)。熔覆材料與基板之間的搭接率越大，越容易獲得粗糙度較低的熔覆層表面。

　　光斑直徑增大時(shí)，激光束能量密度提高，熔池受熱變寬，熔化速度加快，在基板上產(chǎn)生較多的小孔。

　　搭接率提高,熔覆層表面粗糙度降低。但搭接部分的均勻性很難得到。每道熔覆層之間相互搭接區(qū)域的深度與每道熔覆層正中的深度有所不同,從而影響了整個(gè)熔覆層。高速熔覆的搭接率高達(dá)70%-80%(普通熔覆的搭接率為30%-50%)。

　　6、熔覆速度：熔覆線速度和熔覆面積率都可以表示熔覆速度。實(shí)測中物力拓高速激光熔覆線速度為20m/min-50m/min，熔覆厚度為0.2-0.6mm時(shí)，熔覆效率為0.6-1.2平方米/小時(shí)。

　　7、送粉方式：高速激光熔覆中的送粉器是激光熔覆質(zhì)量的關(guān)鍵。高速激光熔覆的送粉方式主要有環(huán)形送粉和中心送粉。中心送粉比環(huán)形送粉粉末利用率高，但設(shè)計(jì)難度大，需要用圓環(huán)圍住橫梁。送粉管一周。目前市場上有很多圓形送粉應(yīng)用。

　　8、保護(hù)氣體壓力：高速激光熔覆過程中，基體與熔覆材料之間很容易氧化，熔覆材料中含有的氧化物，會導(dǎo)致基體材料表面發(fā)黑、發(fā)暗、變硬，嚴(yán)重影響了工件表面質(zhì)量。為避免熔覆材料氧化，需對工件進(jìn)行保護(hù)。高速激光熔覆可在保護(hù)氣體下進(jìn)行，一般采用氮?dú)饣驓鍤庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，主要用于送粉，在激光熔覆池周圍形成保護(hù)區(qū)域，減少氧化。

激光熔覆技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在表面修復(fù)和表面改性兩個(gè)方面。鋼鐵冶金行業(yè)對耐蝕、耐磨、抗氧化、耐高溫等性能要求較高，通常采用傳統(tǒng)的補(bǔ)焊工藝對零件進(jìn)行修復(fù)，但由于鋼鐵材料表面硬度較低，且存在一定程度的氧化和磨損，導(dǎo)致修復(fù)后的零件耐蝕性和耐磨性下降。激光熔覆技術(shù)可顯著提高金屬零件表面的耐蝕性能和耐磨性能，且不需要再進(jìn)行復(fù)雜的處理。

　　1、耐磨鋼件、高合金工具鋼件的修復(fù)激光熔覆技術(shù)主要是在基體與涂層之間形成冶金結(jié)合，因此，激光熔覆技術(shù)對基體材料的要求較低;但激光熔覆涂層與基體之間為冶金結(jié)合，且涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度較低。因此，在選用激光熔覆涂層時(shí)應(yīng)對基體材料的性能進(jìn)行分析;

　　2、在鋼件表面制備耐磨、防腐涂層激光熔覆技術(shù)在鋼件表面制備耐磨、防腐涂層是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，其目的是使工件表面獲得具有耐腐蝕和抗磨損性能的耐磨、防腐涂層。激光熔覆技術(shù)可以在鋼件表面制備一層厚度約為30~100μm的熔覆層，與基體之間為冶金結(jié)合;

　　3、在鋼件上制備抗氧化涂層激光熔覆技術(shù)是通過在鋼件表面形成一層致密且具有很高抗氧化性能的耐磨、防腐涂層。激光熔覆技術(shù)主要分為熱噴涂、熱浸鍍和等離子噴涂三種方法;

　　4、激光熔覆技術(shù)對鋼件表面改性主要體現(xiàn)在：

　?、賹⒓す馊鄹矊优c鋼件之間形成冶金結(jié)合;

　?、谟眉す馊鄹矊哟驿摿慵糠植牧?，在鋼零件上形成具有特殊功能和性能的涂層。

內(nèi)孔激光熔覆修復(fù)的應(yīng)用場景：

　　1. 石油工業(yè)：修復(fù)油井鉆桿、抽油桿等內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;

　　2. 化工行業(yè)：修復(fù)管道、閥門、反應(yīng)釜等設(shè)備內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;

　　3. 能源領(lǐng)域：修復(fù)核電站管道、鍋爐等設(shè)備內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;

　　4. 航空航天：修復(fù)發(fā)動機(jī)葉片、燃燒室等高溫部件內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;

　　5. 汽車制造：修復(fù)發(fā)動機(jī)缸體、曲軸等內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位。

　　總之，內(nèi)孔激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種具有廣闊應(yīng)用前景的表面工程技術(shù)。雖然仍存在一些挑戰(zhàn)和限制，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信它將會在未來的工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮更加重要的作用。

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