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激光熔覆技术应用趋势 2020-02-29

激光在各行各业的应用已经达到了全覆盖的水平,它可以说是自发明以来对人类及社会最深远的重大科技成果之一,就连早期的文学作品中都有对它使用方式的设想描写,好比星球大战电影系列中使用的“光剑”,就是激光的一种使用方式。

然而在工业制造领域,由于其具有非常好的方向性、光亮度、单色性等特有的光学性能,它得到了非常广泛地使用。使用激光对物质的加工,原理就是用高密度的能量束对其进行快速、局部地加工处理,使其能够达到目标所需要的性能。而运用最广泛的就是激光表面改性技术,就是几种激光表面改性技术之一。

技术就是通过在基体材料的表面添加一层覆盖材料,再用激光这个高密度的能量束对其表面进行加热,使基体材料的表面和覆盖材料一起融化混合,因为材料自身有热传导的作用,被加热融化后的材料表面迅速冷却,温度降低,然后快速凝固,形成一层与基底材料相结合的覆盖层。这个新生成的覆盖层能够显著改善甚至再造基体材料,使其能够达到耐磨损、耐热、耐腐蚀、抗氧化及其他目标特性。

激光熔覆现在的发展现状到哪一步了呢?它作为一种激光表面改性技术,主要用于改善和提高材料的表面性能以及零件的表面修复。它有几种不同的填料方式,其中比较常见的是预置式和同步送料法。优点就是涂层与基体材料结合紧密,熔覆结构致密紧实。

预置式激光熔覆设备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,其中以粉末的形式较为常用。预置式激光熔覆设备的主要工艺流程为: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。


同步送料法机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。同步送料法的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。按工艺流程,与激光熔覆设备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。

而激光熔覆设备的设备组成是由激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台等几个主要功能部件组成的。而目前应用广泛的有光纤激光器,半导体激光器。半导体激光熔覆设备是应用较广、种类较多的一种激光器,在汽车业、钢铁工业、造船业、航空业、电机业、机械工业、冶金工业、金属加工等领域广泛应用。占全球激光器销售额的百分之四十,而美洲特别是北美地区,更是高达百分之七十。




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