Лазерная наплавка

Лазерная наплавка, также известная как лазерное плавление или лазерная наплавка, представляет собой новую технологию модификации поверхности. Он образует металлургически связанный плакирующий слой на поверхности основы путем добавления плакирующего материала на поверхность подложки и использования лазерного луча с высокой плотностью энергии для расплавления его вместе с тонким слоем на поверхности подложки.

Лазеры, используемые для лазерной наплавки, представляют собой в основном CO2-лазеры и твердотельные лазеры (в основном дисковые лазеры, волоконные лазеры и диодные лазеры). Старые лазеры с ламповой накачкой постепенно исчезли с рынка из-за низкой эффективности фотоэлектрического преобразования и сложного обслуживания). Отечественными и зарубежными учеными проведено большое количество исследований по непрерывной наплавке CO2-лазером. Разработка мощных твердотельных лазеров развивается быстрыми темпами и в основном используется для модификации поверхности сплавов цветных металлов. Согласно литературным данным, при использовании CO2-лазера для лазерной наплавки алюминиевых сплавов подложка из алюминиевого сплава легко деформируется или даже разрушается в условиях облучения CO2-лазером. Выходная длина волны твердотельных лазеров, особенно дисковых, равна 1.06μм, что на порядок меньше длины волны СО2-лазеров и поэтому более подходит для лазерной наплавки таких металлов.

Лазерная наплавка имеет следующие характеристики::

(1) Высокая скорость охлаждения (до 106 К/с), относящаяся к быстрому процессу затвердевания, позволяет легко получить мелкозернистую структуру или создать новые фазы, которые невозможно получить в равновесном состоянии, например нестабильную фазу, аморфное состояние. , и т. д.

(2) Степень разбавления покрытия низкая (обычно менее 5%), и оно имеет прочную металлургическую или межфазную диффузионную связь с подложкой. Регулируя параметры лазерного процесса, можно получить хорошее покрытие с низкой степенью разбавления, а состав покрытия и степень разбавления можно контролировать;

(3) Малые тепловложения и деформации, особенно при использовании быстрой наплавки с высокой удельной мощностью, деформация может быть уменьшена до допуска сборки детали.

(4) Ограничений по выбору порошка практически нет, особенно при плакировании тугоплавких сплавов на поверхность металлов с низкой температурой плавления;

(5) Диапазон толщины плакирующего слоя велик, а толщина покрытия при одной подаче порошка составляет 0,2–2,0 мм;

(6) Он может быть выборочно облицован, имеет низкий расход материала и отличное соотношение цены и качества;

(7) Направление луча может обеспечить облицовку труднодоступных мест;

(8) Этот процесс легко автоматизировать.