高速激光熔覆机怎么样

高速激光熔覆机怎么样

高速激光熔覆机过程

1）根据工艺方案，通过三轴运动设备及旋转设备共同设置熔覆的扫描速度、搭接量及其它参数的编程；

2）根据工艺方案，通过三轴运动设备及工件位置共同设置熔覆的离焦量、光斑位置；

2）采用预制送粉方式，调节送粉器送粉量达到预定熔覆厚度（目视及送粉器度数相配合）；

3）调节激光器控制柜，设定激光熔覆功率；

4）立柱内部通入循环水冷却，开始进行激光熔覆。

高速激光熔覆机熔覆注意事项

（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。

高速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。

高速激光熔覆机熔覆注意事项

1）熔覆厚度观察。可能由于粉末受潮、粒径不均匀或送粉器的磨损、松动等因素影响，可能在熔覆过程中，送粉末发生明显的变化，导致熔覆厚度不均匀；

在熔覆过程中，要佩戴专用眼镜多观察熔覆厚度的变化及送粉管送粉的均匀性；

2）熔覆温度测量，由于在熔覆过程中，立柱内腔通水冷却，目的是降低热量累计引起的变形，使用测温枪在立柱轴向方向测量光斑后20~30mm处温度（<50℃）；

激光熔覆技术存在的难题

激光熔覆层质量的优劣评价，主要从两个方面来考虑。

一、是宏观上，考察高速激光熔覆机熔覆道形状、表面不平度、裂纹、气孔及稀释率等；

二、是微观上，考察是否形成良好的组织，能否提供所要求的性能。此外，还应测定表面熔覆层化学元素的种类和分布，注意分析过渡层的情况是否为冶金结合，必要时要进行质量寿命检测。

同轴送粉激光熔覆技术一般采用半导体光纤输出激光器和盘式气载送粉器，高速激光熔覆机熔覆头采用中心出光的圆形光斑方案，光束周围环状送粉或者多束送粉，并设置由专门的保护气通道，粉束、光束与保护气流交于一点。熔覆工作时该焦点处会形成熔池，随着熔覆头与工件做相对运动，在工件表面形成覆层。

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