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机器人激光熔覆设备原理

发布时间:2022-10-15 17:29:29
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机器人激光熔覆设备生产加工成本主要包括电费、易损件、气体、人员工资以及材料粉末的消耗成本这几大块。

(1)电费消耗。以ZKZM-6000为例,全套(机床+水冷+除尘+激光器)耗电功率约为34KW,这样以单平方加工需要电能为42.5KWh,按照工业用电1元每度,则单平方熔覆加工耗电费用约为42.5元。

(2)易损件消耗。普通激光熔覆工作时需要定期更换保护镜片。中科中美高速激光熔覆目前所有易损件质保期内免费赠送,因此该项费用可忽略。

(3)气体费用。高速激光熔覆设备在加工过程中需要使用氮气或氩气作为送粉气和保护气,在保证合适气压情况下,单平方米的熔覆加工使用的氮气消耗约为20元。

(4)人员工资。以城市平均工资6000元起算,月工作22天,每天工作8小时,以0.8㎡/h效率计算,高速熔覆单位面积人员费用为42元。

(5)金属粉末费用。ZKZM-6000W设备采用中心送粉技术,粉末利用率可达90%,以金属表面修复比较常见金属粉末来算,粉末单价约为70元/kg,则熔覆1个平米面积的金属粉末费用约为400元。

旁轴送粉激光熔覆技术也叫侧向送粉激光熔覆技术,其一般采用半导体直输出激光器或半导体光纤输出激光器和重力送粉器,机器人激光熔覆设备熔覆头采用矩形光斑+旁轴宽带送粉方案。熔覆头工作时,合金粉末经送粉嘴输送至工件表面进行预置,随着熔覆头与工件做相对运动,矩形的激光束扫描预置的合金粉末并将其熔化形成熔池,冷却后形成熔覆层。

机器人激光熔覆设备熔覆前准备

1)车削后的立柱通过专用工装装夹到旋转设备上,并对立柱表面熔覆区域进行除锈、除油;

2)粉末烘干待用;

3)熔覆前对激光器镜头进行擦拭(采用脱脂棉配合酒精)。

机器人激光熔覆设备熔覆注意事项

(1)熔覆层厚度:熔覆层厚度主要取决于熔覆功率、送粉量和工件运动线速度。高速熔覆可实现0.2-1.5mm的熔覆层厚度,特殊情况下,可进行多层熔覆实现较厚的熔覆厚度。但0.5mm以下的熔覆层厚度更能发挥高速熔覆的优势。

(2)结合强度:高速激光熔覆与热喷涂的最主要区别在于:高速熔覆在熔化粉末的同时,也将小部分能量用于熔化工件基体,熔融粉末在熔融基体界面处产生原子相互扩散而形成冶金结合。高速激光熔覆层与基体结合强度可高达360MPa以上。

(3)孔隙率:空隙的出现主要原因有粉末未熔化充分、粉末过度氧化等,选择适当的熔覆功率、送粉量和工件运动速度,高速熔覆的孔隙率可接近零。

(4)稀释率:指熔敷金属被稀释的程度,用基材在熔覆层中所占的百分比来表示。稀释率对熔覆层性能有较大的影响。稀释率的大小主要受金属粉末流量、熔覆功率和熔覆速率等因素影响。中科中美大量的用户数据表明,高速熔覆的稀释率极低,可降到3%以下。

(5)表面粗糙度:高速熔覆层的表面平整度受搭接率、送粉量大小、载气流压力以及机床运动精度等多方面因素等影响。参数匹配恰当,高速熔覆层的粗糙度可实现热喷涂的效果。

(6)硬度耐磨性:高速熔覆层的硬度耐磨性主要取决于粉末特性。

实际高速激光熔覆工作中,需要根据粉末、基材特性及加工需求,设置合适的加工参数,以实现各项技术检测指标要求。

机器人激光熔覆设备原理

机器人激光熔覆设备市场前景

激光熔覆技术已经取得一定的成果,正处于逐步走向工业化应用的起步阶段。今后的发展前景主要有以下几个方面:

熔覆材料的设计与开发。

激光熔覆的基础理论研究。

理论模型的建立。

激光熔覆设备的改进与研制。

机器人激光熔覆设备的快速成型技术。

熔覆过程控制的自动化。

激光熔覆:技术利用大功率激光束聚集极高能量,瞬间将被加工件表面熔化,同时使零件表面预置的合金粉完全熔化,获得致密熔覆层和与基体冶金结合的覆层。

1)性能——经过精加工后,熔覆层单边厚度保留0.5-0.6mm,是电镀层的8-10倍,且和基材呈牢固的冶金结合。由于激光束能量集中密实特点,机器人激光熔覆设备光能绝大部分用于熔化粉末,只对基材表面微熔,而且基体热影响区极小,约为0.1-0.2mm,有效保证了基体材料的性能和形状不发生改变;

2)环境——激光熔覆技术为绿色环保工艺;

3)效益——激光熔覆后可循环使用。激光熔覆后可局部修复

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新闻标签:机器人激光熔覆设备

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