Процесс лазерной наплавки: всесторонний обзор

высокоскоростная лазерная наплавка

Лазерная наплавка — это передовая технология, которая изменила способы ремонта и восстановления компонентов. Это аддитивное производство это включает в себя наплавление слоя материала на подложку с помощью мощного лазерного луча. Этот процесс помогает создать защитные покрытия для улучшения функциональности и восстановления изношенных поверхностей.

Процесс лазерной наплавки приобрел популярность в авиационно-космический, автомобильныйа также медицинской промышленности благодаря ряду преимуществ. Это помогает продлить срок службы машин и оборудования, особенно те, которые подвергаются износу, ударам и коррозии.

В этой статье мы рассмотрим различные аспекты технологии облицовки, в том числе ее преимущества, применение и перспективы. Давайте сразу перейдем к делу!

 

Лазерная оболочка Технология

лазерная наплавка на металл

Лазерная наплавка или лазерное напыление металла, метод наложения одного материала поверх другого. Поток металлического порошка или проволоки подается в ванну расплава, создаваемую лазерным лучом, когда он сканирует поверхность образца, осаждая покрытие из выбранного материала.

Лазерная технология обеспечивает точное и избирательное нанесение материалов на подложку с низким подводом тепла. Он улучшает поверхностные свойства детали, такие как износостойкость, и восстанавливает поврежденные или изношенные поверхности. Для создания механической связи между основным материалом и слоем используется один из самых точных методов лазерной сварки.

Обзор процесса лазерной наплавки

Лазерная наплавка — это метод нанесения металлического покрытия на поверхность детали с использованием лазера в качестве источника тепла. Этот метод обычно создает защитное покрытие для повышения эффективности и восстановления поврежденных или изношенных поверхностей. Лазерная наплавка выходит за рамки машин и оборудования, компоненты которых подвергаются коррозии, износу или ударам. Например, индустрия строительного оборудования использует эту технологию для повышения износостойкости и продления срока службы оборудования.

Обычно покрытие наносится на подложку путем плавления металлического порошка с помощью лазера, такого как мощный многомодовый волоконный лазер IPG. Стальной сплав или нержавеющая сталь поверхности могут быть защищены покрытиями, такими как карбид вольфрама, сплав никеля или сплав кобальта. Метод создает прочную металлургическую связь с минимальным разбавлением основного вещества, улучшая коррозионную стойкость металла, истирание и износостойкость.

Типы лазеров, используемых для наплавки

Для процесса лазерной наплавки используются различные типы лазеров. Однако тип лазера зависит от типа требований к процессу наплавки и конкретных применений. Вот некоторые из распространенных типов:

CO2 (углекислый) лазер

Эти газовые лазеры могут генерировать чрезвычайно высокие уровни мощности. Они обычно используются в облицовке, требующей глубокого проникновения. СО2-лазеры работают по принципу электрически разряжающийся молекулы углекислого газа, заставляя молекулы излучать фотоны света с определенной длиной волны около 10.6 микрометров.

Волоконные лазеры

Это твердотельные лазеры, в которых в качестве надежной среды используются оптоволоконные кабели. Эти твердотельные лазеры передают лазерный луч через оптические волокна. Они могут обеспечить облицовку превосходного качества с гладкой поверхностью. Благодаря высокой выходной мощности, превосходному качеству луча и эффективной работе эти лазеры широко используются в ряде приложений с лазерной наплавкой.

Nd: Лазеры YAG

Лазеры Nd: YAG (иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом) представляют собой твердотельные лазеры и обычно используются для лазерной наплавки. Кристаллы иттрий-алюминиевого граната, легированные неодимом, используются в качестве среды генерации в лазерах Nd: YAG. Они могут обеспечивать широкий диапазон плотностей мощности и иметь высокую частоту следования импульсов.

Диодные лазеры

Эти полупроводниковые лазеры обычно используются в маломощных приложениях, таких как лазерная наплавка. Диод с p-n переходом является более активной средой.

Связанный:

Как правильно выбрать лазерный резак для ваших нужд?

 

Материалы, используемые в лазерной наплавке

Никелевый порошок для лазерной наплавки

Лазерная наплавка — это процесс, при котором материал расплавляется и осаждается на подложку с помощью лазерного луча для создания слоя покрытия на поверхности материала. Для этого процесса могут использоваться различные материалы, в зависимости от качеств, необходимых для покрытия, и конкретных областей применения.

Выбор материалов зависит от свойств покрытия, таких как термическая стабильность, коррозионная стойкость, износостойкость. Вот несколько материалов для лазерной наплавки, которые обычно используются для лазерной наплавки:

• Металлические порошки. Различные металлические порошки, такие как титан, алюминий, сплавы на основе кобальта и сплавы на основе никеля, используются для процесса лазерной наплавки.
• Керамические порошки. Для лазерной наплавки также можно использовать керамические частицы, такие как оксид алюминия, диоксид циркония, карбид и вольфрам.
• Композиционные порошки. Покрытия с особыми характеристиками могут быть получены с использованием композиционных порошков, которые состоят из комбинации металлических и керамических порошков.
• Из-за их большой твердости и износостойкости карбиды, такие как карбиды вольфрама и хрома, обычно используются для лазерной наплавки.
• Алмазные частицы. Материалы лазерной наплавки могут быть дополнены алмазными частицами для повышения износостойкости и уменьшения трения.
• Лазерная наплавка позволяет создавать покрытия с превосходной износостойкостью и низким коэффициентом трения с использованием таких полимеров, как полиамид.
• Стеклянный порошок. Стеклянные порошки позволяют создавать покрытия с характерными оптическими и тепловыми характеристиками для лазерной наплавки.

 

Преимущества лазерной наплавки перед другими технологиями нанесения покрытий

Лазерная наплавка на металлическую деталь

Лазерная наплавка имеет множество преимуществ перед другими методами нанесения покрытий. Одним из преимуществ лазерной наплавки является получение материала покрытия более высокого качества с высокой прочностью и целостностью сцепления, а также улучшенным качеством поверхности. Еще одним преимуществом является возможность точного позиционирования индивидуальных материалов, повышающих производительность.

Лазерная наплавка также может использоваться с различными материалами, включая нестандартные сплавы и конструкции из композита с металлической матрицей (MMC), как в качестве основы, так и в качестве слоя. Он практически не имеет пористости (плотность> 99.9%) в отложениях. Применяется небольшое количество тепла, что приводит к небольшой зоне теплового воздействия (EHLA всего 10 м). Минимальная деформация подложки снижает потребность в восстановительной обработке.

Простая автоматизация и интеграция производственных сред CAD/CAM — вот почему лазерная наплавка предпочтительнее других методов нанесения покрытий. Это требует более короткие сроки изготовления и улучшенный термоконтроль с модулированным выходным сигналом лазера. Лазерная наплавка может улучшить функциональность компонентов, а также восстановить поврежденные компоненты.

Преимущество лазерной наплавки

Эта технология модификации поверхности является эффективным процессом индивидуального производства, который предлагает множество преимуществ для различных применений. Некоторые из этих преимуществ включают следующее:

Повышение долговечности и износостойкости

Лазерная наплавка может повысить износостойкость материала. Это достигается путем наслоения твердого вещества на более мягкую подложку. Твердый слой действует как защитное покрытие, устойчивое к абразивному повреждению.

Увеличение срока службы компонентов

Лазерная наплавка может продлить срок их службы за счет улучшения характеристик поверхности компонентов. Это связано с тем, что процесс включает в себя нанесение слоя материала на подложку, что может повысить устойчивость подложки к износу, коррозии и другим видам деградации.

Сокращение времени простоя и затрат на техническое обслуживание

Другие методы обработки поверхности, такие как металлизация или термическое напыление, могут быть более дорогими, чем лазерная плакировка. Это потому, что он требует меньше материала и может быть выполнен быстро.

Улучшение функциональности и производительности компонентов

Предприятие по лазерной наплавке использует этот процесс для улучшения характеристик материала. Это связано с тем, что он может улучшить характеристики подложки, такие как прочность, твердость и ударная вязкость.

Экологически чистый и устойчивый

Лазерная наплавка может помочь сократить потери материала. Это связано с тем, что процедура наносит слой материала только там, где это требуется. Это уменьшает количество необходимого материала, а также сводит к минимуму количество отходов.

 

Применение лазерной наплавки

автомобильное применение лазерной плакировки

Лазерная наплавка — универсальная технология с широким спектром применения. Вот несколько примеров популярных приложений:

Восстановление поврежденных компонентов

Одним из важнейших применений технологии лазерной наплавки является восстановление поврежденных компонентов. Лазерная наплавка может помочь восстановить поврежденные или изношенные секции, добавив материал на поверхность, вернув компоненту его первоначальные пропорции и функции.

Модификация поверхности для повышения износостойкости

Производители также используют лазерную наплавку для покрытия металлических деталей твердым износостойким покрытием, таких как гидравлические цилиндры, шестерни и компоненты двигателя. Покрытие также может обеспечивать защиту от коррозии, тем самым продлевая срок службы деталей.

Создание нестандартных покрытий

Этот процесс также может изменить свойства поверхности детали, например, добавить рисунок или текстуру для улучшения сцепления или уменьшить трение для повышения производительности.

Ремонт дорогостоящих компонентов

Лазерная наплавка может использоваться для ремонта поврежденных или изношенных участков путем добавления материала на поверхность. Это особенно полезно для дорогих или трудно заменяемых деталей, таких как пресс-формы, валы, лопасти и турбины.

Аэрокосмические и оборонные приложения

В аэрокосмической и военной отраслях процесс лазерной наплавки помогает повысить производительность и надежность компонентов ракет, самолетов и других высокопроизводительных систем.

Автомобильные Приложения

В автомобильной промышленности есть несколько потенциальных применений для компаний, занимающихся лазерной наплавкой: от повышения производительности и долговечности компонентов двигателя до увеличения срока службы быстроизнашивающихся деталей.

Являясь опытным экспертом в области технологии лазерной наплавки, Boda предлагает детали сельскохозяйственных комбайнов с лазерной наплавкой, которая значительно снижает износ, что приводит к увеличению времени использования и экономии средств для наших клиентов. Если у вас есть потребность в таких продуктах, пожалуйста, не стесняйтесь Свяжитесь с нами в любое время.

 

 

Заключение

Лазерная наплавка является эффективным методом улучшения свойств поверхности широкого спектра материалов. Этот процесс улучшает защиту от износа и коррозии, а также общую производительность за счет нанесения слоя материала на подложку с помощью лазерного луча. Это может увеличить срок службы, снизить затраты на техническое обслуживание и повысить эффективность.

Поскольку процесс лазерной наплавки становится более доступным и экономичным, он становится все более привлекательным для широкого спектра применений. Свяжитесь с нами в Boda Tech для лучшего услуги лазерной наплавки отвечающие вашим уникальным требованиям.