Работното устройство на оборудването за лазерно облицоване включва главно лазер, захранващо устройство, дюза за облицовка, платформа за обработка и система за управление. За цялото оборудване за лазерно облицоване устройството с дюза за облицовка е най-важната част от цялото оборудване, основната му роля е предаването, фокусирането, трансформирането на лазерния лъч и синхронното предаване на праха за облицовка. Ключовите технологии на дюзата за облицовка са лазерно оформяне и трансформиращо фокусиране, предаване и инжектиране на конвергенция на облицовъчни материали и свързване на оптични материали. Вторият е лазерът и сега основните лазери, които ще се използват, са лазери с въглероден диоксид, YAG лазери и полупроводникови лазери. Лазерът с въглероден диоксид сега е най-широко използваният лазер в Китай и е по-лесно да се постигне висока мощност, но има недостатъците на твърде голям обем и висока единица консумация на енергия. Поради развитието на технологиите степента на използване на YAG лазерите непрекъснато се увеличава, което може да постигне предаване на влакна и да подобри гъвкавостта на частите. Предимствата на полупроводниковите лазери са висока степен на електрооптично преобразуване, ниска цена на оборудването, малък размер, по-ниски разходи за поддръжка, по-подходящи за използване и редица предимства.
Предимства и недостатъци на лазерното облицоване
1. Предимства на лазерното облицоване
Лазерната облицовка обикновено има висока твърдост, устойчивост на износване, устойчивост на корозия, устойчивост на окисляване и други характеристики, особено устойчивост на корозия, което е от голяма полза за удължаване на живота на материалите, спестяване на скъпи метали, пестене на ресурси и няма проблеми със замърсяването на околната среда. В сравнение с други традиционни методи за модификация на повърхността на субстрата, степента на разреждане на облицовъчния слой, съставен от лазерна облицовка, е по-ниска (обикновено 5% ~ 8%) и е лесно да се образува по-тънък облицовъчен слой. Използването на този метод не само намалява разходите, но и подобрява ефективността на облицовката. Лазерната облицовка има характеристиките на малка зона на топлинно въздействие и малка деформация, а скоростта на охлаждане е много бърза (102 ~ 106 K/s), което има тенденция да образува плътни структури. Понастоящем процесът на лазерно облицоване се контролира от компютър, използвайки цифрово и напълно автоматизирано управление, а параметрите на процеса са по-стабилни в процеса на работа, подготвеният облицовъчен слой е по-равномерен и процентът на грешки е по-нисък. Лазерната облицовка се използва широко в аерокосмическата, електрическата, автомобилната, корабната, петролната и други области. Технологията за лазерно покритие може да бъде почти всеки метален или керамичен материал върху метал или сплав.
2. Недостатъци на лазерното облицоване
(1) Лесни за създаване на пори. В процеса на облицовка газът в разтопения басейн закъснява за изхвърляне, което ще доведе до образуване на пори в облицовъчния слой. За самофлюсиращия субстрат, тъй като съдържа голямо количество силициево-борен дезоксидант, реакцията на дезоксидация ще настъпи първо в процеса на облицовка, произвеждайки съответните боросиликатни съединения, които могат да изолират въздуха. Когато времето за нагряване на облицовката е достатъчно дълго, реакцията на дезоксидация може да се извърши напълно и няма да се образуват газови дупки. Времето за нагряване на лазерната облицовка обаче е кратко и скоростта на охлаждане е бърза, а реакцията на деоксигениране не е достатъчна, така че тези дезоксиданти не могат да дадат ефект и е лесно да се образуват пори. Най-общо казано, устицата са почти трудни за избягване и могат да бъдат контролирани само с някои мерки. Обичайните методи включват предотвратяване на окисляването на праха от сплав преди употреба, изсушаване на облицовъчния материал преди употреба и т.н.
(2) Лесен за разбиване. В процеса на облицовка, топенето, втвърдяването и охлаждането се случват за кратък период от време и различни напрежения, като топлинно напрежение и структурно напрежение, ще останат. Освен това, ако параметрите на процеса са зададени неправилно, ще се появят и пукнатини. Според резултатите от съществуващите изследвания има няколко метода за премахване на пукнатини в процеса на облицовка: Разумен състав на облицовъчните материали. Правилен избор на параметри на процеса и технология на облицовка. Добавете покритие върху повърхността на субстрата, за да подобрите омокряемостта на облицовъчния слой. Процесът на облицовка е оптимизиран въз основа на характеристиките на действие на напрежението на облицовъчния слой.
(3) Липса на единни стандарти. Лазерните облицовъчни материали не са образували специална материална система и няма единен стандарт при използването на облицовъчни материали, което води до нарастващи разходи и намаляване на икономическите ползи. Освен това липсата на единен стандарт за параметрите на процеса затруднява комуникацията между лаборатории и компании.
Подобрете избора на материали за лазерно покритие, устойчиви на повърхностна корозия
Облицовъчният материал е един от основните фактори, влияещи върху облицовъчния слой. Ефективността на облицовъчния слой се определя главно от облицовъчния материал. От появата на технологията за лазерно облицоване, изборът на материал за облицовка е обърнат много внимание от изследователите.
1. Прах от самофлюсваща се сплав на основа Ni
Саморазтапящият се прах на базата на никел има добра устойчивост на корозия и цената му е по-умерена, така че е и най-използваният в изследванията. Той е подходящ за субстрати, които трябва да подобрят корозионната устойчивост на топлина, и на този етап може да бъде разделен на серии Ni-B-Si и Ni-Cr-B сплави. Съдържанието на никел е около 75%, съдържанието на хром е около 15%, а съдържанието на силиций и бор е около 6%. Синтезираният сплав на прах не само има значително по-висока устойчивост на корозия, но също така има относително висока цена.
2. Прах от самофлюсваща сплав на основата на кобалт
Самият кобалт има добра устойчивост на корозия, а прахообразната сплав, образувана от кобалт и хром, има карбиди като Cr7C3 и бориди като Cr2B. Кобалтът има добра устойчивост на корозия, хромът също има добра устойчивост на окисляване, така че от гледна точка на неговите характеристики на материала, той е подходящ за устойчивост на корозия с лазерен облицовъчен материал и също така съдържа никел, хром, въглерод и желязо, но също така има предимството на намаляване на образуването на пукнатини. Chabrol и др. установи чрез експерименти, че материалите на базата на кобалт имат предимствата да подобряват напрежението на интерфейса и да увеличават здравината на връзката. Въпреки това цената му е сравнително висока в сравнение с други материали.
3. Прах от самофлюсваща сплав на основата на желязо
Прахът от самофлюсираща се сплав на основата на желязо се използва най-вече в чугун и нисковъглеродна стомана и най-голямото му предимство е ниската цена и устойчивостта срещу износване. Но е много лесно да се окислява, дори ако добавянето на бор, никел, хром и други елементи не може да компенсира неговите лесни окислителни характеристики. Следователно неговата гъвкавост като устойчив на корозия облицовъчен материал е лоша.
В обобщение, горните три вида прах от сплави имат своите предимства и недостатъци, трябва да бъдат избрани според действителната ситуация, в областта на устойчивостта на корозия, като се има предвид ефективността на разходите на корпуса, прахът от самофлюсируема сплав на основата на никел е по-подходящ избор.
4. Друг метален прах
В допълнение към горните три вида метален прах, има няколко други материала, като титаниева основа, медна основа, алуминиева основа, магнезиева основа и хромова основа, както и облицовъчни материали от интерметални съединения. Тези материали се използват със своите специални свойства за постигане на различни функции, като устойчивост на корозия, устойчивост на окисление, устойчивост на износване и т.н. Например, изследователите изпратиха алуминиев прах през лазера към повърхността на субстрата и също така получиха покритие с добро представяне. Има и прах на базата на магнезий, който се използва повече за лазерно покритие на магнезиева сплав като субстрат, така че устойчивостта на корозия на повърхността на магнезиевия субстрат е значително подобрена, особено в експеримента, изследователят използва разтвор на натриев хлорид за проведе тестове за корозия и установи, че неговата устойчивост на корозия е значително подобрена.
5. Керамична пудра
Керамичният прах включва главно оксиден керамичен прах и силициден керамичен прах, сред които оксидният керамичен прах често се използва при лазерно облицоване. Тъй като може ефективно да подобри устойчивостта на износване, устойчивостта на корозия и устойчивостта на окисляване на матрицата, тя често се използва като устойчив на корозия облицовъчен слой. Въпреки това, поради голямата разлика между физичните и химичните свойства на керамичния прах и метала на повърхността на субстрата, облицовъчният слой лесно се напуква и пада. Въпреки че изследователите добавиха CaO, SiO2 и други вещества към транзитния слой и облицовъчния слой, което облекчи тази ситуация, това не реши напълно проблема с пукнатините и падането на керамичния облицовъчен слой.
6. Композитен прах
Композитният прах се състои главно от два или повече вида материали с различен състав и различни свойства на праха, главно се отнася до карбид, борид, нитрид, оксид и други твърди керамични материали с висока точка на топене и златни материали, смесено приготвяне на прах. Под действието на лазерен композитен прах той може по-добре да комбинира добрата якост на метала и отличните характеристики на устойчивост на корозия, устойчивост на износване и устойчивост на висока температура на керамиката, както и явленията на загуба на изгаряне и изпаряване на материалите могат да бъдат ефективно контролирани, което е горещо изследователско направление в областта на лазерното облицоване. Сред тях прахът от карбидна сплав и прахът от оксидна сплав са най-проучени и прилагани. Карбидните частици в композитния прах могат да бъдат добавени директно към резервоара за лазерна стопилка или смесени с металния прах към резервоара за лазерна стопилка, но по-ефективният начин е да се добави под формата на прах от съединение с метално покритие (като карбид с покритие от никел , карбид с кобалтово покритие).
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. е високотехнологично предприятие, специализирано в научноизследователска и развойна дейност, производство и продажба на автоматична машина за лазерно облицоване, високоскоростна лазерна машина за облицовка, машина за лазерно охлаждане, машина за лазерно заваряване и оборудване за лазерно 3D принтиране. Нашите продукти са рентабилни и се продават в страната и чужбина. Ако се интересувате от нашите продукти, моля свържете се с нас на bob@gshenglaser.com.