预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束辐照扫描熔化,熔覆材料以粉、丝、板的形式加入,其中以粉末的形式最为常用。
同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入,有的也采用线材或板材进行同步送料。
预置式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。
同步式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。
按工艺流程,与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。
激光器工作原理:
激光熔覆成套设备组成:激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台等。
激光器的选用:目前应用广泛的有CO2激光器,固体激光器。
CO2激光器是应用最广、种类最多的一种激光器,在汽车工业、钢铁工业、造船工业、航空及宇航业、电机工业、机械工业、冶金工业、金属加工等领域广泛应用。约占全球工业激光器销售额40%,北美更高达70%。
1.功率高。CO2激光器是目前输出功率达到最高级区的激光器之一,其最大连续输出功率可达几十万瓦
2.效率高。光电转换率可达30%以上,比其它加工用激光器的效率高得多。
3.光束质量高。模式好,相干性好,线宽窄,工作稳定。
传统的固体激光器通常采用高功率气体放电灯泵浦,其泵浦效率约为3%到6%。泵浦灯发射出的大量能量转化为热能,不仅造成固体激光器需采用笨重的冷却系统,而且大量热能会造成工作物质不可消除的热透镜效应,使光束质量变差。加之泵浦灯的寿命约为400小时, *** 作人员需花很多时间频繁地换灯,中断系统工作,使自动化生产线的效率大大降低。与传统灯泵浦激光器比较,二极管泵浦固体激光器具有以下优点:
(1) 转换效率高:由于半导体激光的发射波长与固体激光工作物质的吸收峰相吻合, 加之泵浦光模式可以很好地与激光振荡模式相匹配,从而光光转换效率很高,已达50%以上,整机效率也可以与二氧化碳激光器相当,比灯泵固体激光器高出一个量级,因而二极管泵浦激光器体积小、重量轻,结构紧凑。
(2) 性能可靠、寿命长:激光二极管的寿命大大长于闪光灯,达 15000小时,泵浦光的能量稳定性好,比闪光灯泵浦优一个数量级,性能可靠,为全固化器件,是至今为止唯一无需维护的激光器,尤其适用于大规模生产线。
(3) 输出光束质量好:由于二极管泵浦激光的高转换效率,减少了激光工作物质的热透镜效应, 大 大改善了激光器的输出光束质量,激光光束质量已接近极限。
激光熔覆技术介绍激光熔覆技术作为一种堆焊法(Overlay
Welding),属于表面改质的类型之一,将金属粉末(Powder)或钢丝(Wire)与辅助气体一同供应到母材表面上,用激光热源使其熔融,而在母材表面上形成厚度大于几毫米且耐磨耗性、耐蚀性、耐热性均优秀的金属涂层。经涂层处理后,按材料表面的特性选择使用镍、钴、铁类金属粉末或钢丝。
就激光熔覆方法的特点而言,与等离子熔覆(PTA)或电弧焊接相比,全体热输入量更小,因此,冷却及凝固速度很快,母材稀释率很低,晶粒很细小。同时,可以形成无偏析的均匀组织,也可针对所需的部分进行局部性涂层,因此,激光熔覆技术的适用范围很广,逐渐扩展至模具的维护及表面硬化、机械部件的维修、汽车及船舶零部件的制造、用于钢铁产业的表面涂层等。
优点
· 由于能量密度很高,可对高熔点材料进行堆焊处理
· 可适用于粉末状金属氧化物,碳化物等脆性材料
· 稀释率很低,易于控制稀释
· 由于热输入量很小,冷却速度很快(尽量减少裂痕)
· 晶粒很细,形成无偏析的均匀组织
· 按熔覆层的厚度容易控制合金成分
· 可对微细部分进行局部性熔覆处理
应用领域
· 模具维护
· 在汽车、造船、航空领域对耐磨耗性及耐热性要求很高的零部件
· 用于钻具或液压缸且对耐磨耗性及耐热性要求很高的零部件
济南欧威激光有限公司,是韩国(株)EUROVISION LASER CO.,LTD在中国的全资子公司,公司坐落于人杰地灵的山东省济南市,公司成立于2016年6月,在汽车、钢铁、电子、半导体、医疗等整个产业领域致力于开发和推广多种激光应用技术。
作为 韩国(株)EUROVISION LASER的子公司, 公司拥有的核心激光技术不仅包括基于激光塑料焊接技术、激光热处理、激光熔覆(热喷涂层)及激光软钎焊(锡焊)等宏观科技领域,而且包括半导体、电子、医疗产业不可或缺的超精密加工技术、微加工技术及纳米加工技术等,其雄厚的技术力量已颇受世界各界的赞誉和好评。总公司的激光塑料焊接设备在韩国占有80%以上的市场份额。产品远销欧美等十几个国家。设备质量优,功能稳定, 适合生产线作业,100%韩国原装进口。韩国和中国都属于东方国家具有类似的思想文化,对于设备售后问题处理迅速及时。
半导体激光器最大的特点就是光电转换效率高,能量密度比较均匀,接近于面热源,不是传统的体热源模型。因此,半导体激光器的应用在低能量密度方面,比如:1)材料表面的熔注、熔覆,不需要很高的能量密度和熔深。
2)激光钎焊。钎焊时需要的能量较小,而且半导体的光束质量比较好,焊接过程比较稳定,面热源加热面积大,能够对基体预热,提高钎焊的润湿铺展。
3)激光打标刻蚀。可以在材料表面进行打标,这个很好理解。
4)还可以用在特殊方面,比如表面去除氧化膜,或者镀锌层。还可以用来对材料的热处理。
希望我的回答能够对你有所帮助。祝好!
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