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您的位置: 首頁(yè) ->  行業(yè)資訊 -> 激光熔覆工藝設(shè)備原理

熔覆工藝:激光熔覆按熔覆材料的供給方式大概可分為兩大類,即預(yù)置式激光熔覆和同步式激光熔覆。

預(yù)置式激光熔覆是將熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束輻照掃描熔化,熔覆材料以粉、絲、板的形式加入,其中以粉末的形式最為常用。

同步式激光熔覆則是將熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同時(shí)完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入,有的也采用線材或板材進(jìn)行同步送料。

預(yù)置式激光熔覆的主要工藝流程為:基材熔覆表面預(yù)處理---預(yù)置熔覆材料---預(yù)熱---激光熔化---后熱處理。

同步式激光熔覆的主要工藝流程為:基材熔覆表面預(yù)處理---送料激光熔化---后熱處理。

按工藝流程,與激光熔覆相關(guān)的工藝主要是基材表面預(yù)處理方法、熔覆材料的供料方法、預(yù)熱和后熱處理。

激光器工作原理:

激光熔覆成套設(shè)備組成:激光器、冷卻機(jī)組、送粉機(jī)構(gòu)、加工工作臺(tái)等。

激光器的選用:應(yīng)用廣泛的有CO2激光器,固體激光器。

CO2激光器是應(yīng)用最廣、種類最多的一種激光器,在汽車工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、造船工業(yè)、航空及宇航業(yè)、電機(jī)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、金屬加工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。約占全球工業(yè)激光器銷售額40%,北美更高達(dá)70%。

1、功率高。CO2激光器是目前輸出功率達(dá)到最高級(jí)區(qū)的激光器之一,其最大連續(xù)輸出功率可達(dá)幾十萬(wàn)瓦。

2、效率高。光電轉(zhuǎn)換率可達(dá)30%以上,比其它加工用激光器的效率高得多。

3、光束質(zhì)量高。模式好,相干性好,線寬窄,工作穩(wěn)定。

傳統(tǒng)的固體激光器通常采用高功率氣體放電燈泵浦,其泵浦效率約為3%到6%。泵浦燈發(fā)射出的大量能量轉(zhuǎn)化為熱能,不僅造成固體激光器需采用笨重的冷卻系統(tǒng),而且大量熱能會(huì)造成工作物質(zhì)不可消除的熱透鏡效應(yīng),使光束質(zhì)量變差。加之泵浦燈的壽命約為400小時(shí),操作人員需花很多時(shí)間頻繁地?fù)Q燈,中斷系統(tǒng)工作,使自動(dòng)化生產(chǎn)線的效率大大降低。與傳統(tǒng)燈泵浦激光器比較,固體激光器(光纖激光器、碟片激光器、二極管激光器)具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)轉(zhuǎn)換效率高:由于半導(dǎo)體激光的發(fā)射波長(zhǎng)與固體激光工作物質(zhì)的吸收峰相吻合,加之泵浦光模式可以很好地與激光振蕩模式相匹配,從而光光轉(zhuǎn)換效率很高,已達(dá)50%以上,整機(jī)效率也可以與二氧化碳激光器相當(dāng),比燈泵固體激光器高出一個(gè)量級(jí),因而二極管泵浦激光器體積小、重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。

(2)性能可靠、壽命長(zhǎng):激光二極管的壽命大大長(zhǎng)于閃光燈,達(dá)15000小時(shí),泵浦光的能量穩(wěn)定性好,比閃光燈泵浦優(yōu)一個(gè)數(shù)量級(jí),性能可靠,為全固化器件,是至今為止唯一無(wú)需維護(hù)的激光器,尤其適用于大規(guī)模生產(chǎn)線。

(3)輸出光束質(zhì)量好:由于二極管泵浦激光的高轉(zhuǎn)換效率,減少了激光工作物質(zhì)的熱透鏡效應(yīng),大大改善了激光器的輸出光束質(zhì)量,激光光束質(zhì)量已接近極限。

(4)速度快、深度大、無(wú)變形、熔覆層無(wú)夾渣、熔池細(xì)膩無(wú)氣孔。

(5)可以在室溫或者特殊的條件下進(jìn)行工作,比如激光經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)之后光束不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎,在真空情況下都能夠進(jìn)行使用,通過(guò)玻璃和透明的材料進(jìn)行熔覆。

(6)可進(jìn)行薄壁激光熔覆,基體無(wú)變形。

但如果熔覆的材料,包括粉末和母材,為高反射材料,則光纖激光器、二極管激光器由于其自身設(shè)計(jì)的特點(diǎn),就顯得不太適合了,而碟片激光器則比較適合焊接(包括熔覆)、切割反射率比較高的材料。

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