激光熔覆机是结合了目前最先进的工业机器人手臂来完成熔覆加工。机器人灵活的机械手臂能够按照操作人员的要求去完成一系列的动作,通常也可以实现远程监控,预先编程等自动控制功能,因此可以应用在危险或有危害的环境之中。机器人手臂和激光熔覆技术融合在一起,可谓是给激光熔覆设备锦上添花,让熔覆加工更加灵活高效。
激光熔覆机市场前景
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。
激光熔覆机的快速成型技术。
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,激光熔覆机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
激光熔覆机加工参数主要包括激光功率、搭接率、熔覆速度、送粉量、送粉气压和保护气气压等5项关键参数。
(1)激光功率:激光器单位时间内输出的能量。高速激光熔覆一般用kW级激光器,如中科中美生产的ZKZM-2000W和ZKZM-4000W在市场上推广应用较多,可满足大部分的科研和生产需求。
(2)搭接率:搭接率一方面影响熔覆层表面粗糙度,另一方面影响熔覆效率。高速熔覆的搭接率较高,一般为60%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)。
(3)熔覆速度:熔覆线速度和熔覆效率均可表示熔覆速度大小。中科中美ZKZM-4KW熔覆实测线速度可做到5m/min-100m/min,在熔覆厚度0.2-1.2mm时,熔覆效率每小时0.5-1.2平方米。
(4)送粉量:高速熔覆的送粉量主要与粉末熔点特性、激光功率、工件运动线速度有关,既要保证粉末充分熔化,同时粉末也不能过烧。
(5)送粉气压和保护气气压,高速熔覆的送粉方式为气动送粉,送粉气压要与送粉量想匹配。保护气气压的选择既要在熔池周围形成保护区域,减少氧化,也不能太大,影响粉末的飞行路径。
检测参数是在高速熔覆完成后,对熔覆层质量好坏的衡量参数,主要包括熔覆层厚度、结合强度、孔隙率、稀释率、表面粗糙度、硬度耐磨性等6项关键参数。
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