激光熔覆是运用高能激光将金属粉末和金属基体外表一起熔化并冷却凝结,从而在金属基体外表构成一种合金涂层。该涂层与基体外表为冶金结合,具有很好的防腐、耐磨、耐高温特性。

绝大多数工业用户在激光熔覆时,都期望熔覆涂层的外表有较高的平坦度。外表越平坦,后续磨抛加工量越少,越节约金属粉末,生产成本就越低。实践作业中,激光熔覆涂层是由多道熔覆叠加而成的,激光熔覆涂层平坦度首要受单道熔覆的平坦度、单道熔覆的厚度以及相邻两道熔覆之间的搭接率三个要素影响。

因为液态金属的外表张力和潮湿性的一起效果,当单道熔覆宽度较小时(运用3mm-5mm的圆光斑),熔道外表是凸面而不是平面;当单道熔覆宽度较大时(运用10mm-30mm的矩形光斑),因为送粉均匀性和光斑强度均匀性等要素的影响,单道熔覆层也不是一个抱负的平面。

激光熔覆时,相邻熔道有必要有必定的堆叠量,也便是说相邻熔道存在搭接,如图1所示。图中,W为单道熔覆宽度,D为搭接宽度。D与W的比值

R=D/W×100%,

称为搭接率,R表明相邻熔覆道间的搭接程度。图1中d被称为步进,也便是每熔覆一道行进的间隔。假如运用步进d,搭接率可表明为

R=(W-d)/W×100%

从上式能够看出,步距越小,搭接率越大,也便是相邻熔道的堆叠量越大。

图1熔道搭接示意图

若运用矩形光斑,搭接率一般小于50%,搭接率太大会影响熔覆功率。假如搭接率为50%,理论上能够防止涂层的搭接崎岖。假如搭接率小于50%,相邻熔道之间搭接必定会引起涂层厚度的动摇。假定激光熔覆单道熔覆层厚度为1mm,那么涂层最薄处厚度为1mm,最厚处理论上大约为2mm(实践会小一些),因而长矩形光斑理论上无法完成熔覆涂层较高的平坦度。

要完成较高的平坦度,有必要选用3-5mm的圆光斑。运用3-5mm圆光斑制备熔覆涂层,其进程与矩形光斑的作业原理天壤之别。矩形光斑是经过单层(最多2层)到达需求的熔覆厚度,而3-5mm圆光斑的熔覆厚度是经过多层叠加完成的。假定熔覆光斑为5mm,步进为1mm(搭接率为80%),假定终究涂层的厚度为1mm,这个1mm的涂层实践上是由5层厚度为0.2毫米熔道叠加而成的。这是小圆光斑激光熔覆与矩形光斑激光熔覆的严重不同。经过3-5mm圆光斑激光熔覆能够完成较高的平坦度(10微米以下)。图2为中科中美3-5mm圆光斑高速激光熔覆涂层平坦度的检测成果,平坦度到达Ra5-6um。

「合肥城建发展股份有限公司」高平整激光熔覆涂层使用圆光斑?还是使用矩形光斑?安徽

图2高速激光熔覆层平坦度检测

经过以上剖析能够得出如下定论:熔覆光斑形状尺度决议着熔覆涂层的制备进程。3-5mm圆光斑的熔覆进程搭接率较高,经过多层熔覆层叠加到达需求的熔覆厚度,这是完成较高平坦度涂层的最佳方法。

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