高速激光熔覆是种快速激光表面处技术,主要涉及技术参数分为两个方面,是激光熔覆过程中,设备的调试设置参数,称为加工参数;二是熔覆完成后,对熔覆果质量的测评衡量参数,称为测参数。
、加工参数主要包括激光率、光形状、光尺寸、加工距离、搭接率、熔覆速度、送粉方式、保气气压共 8 项关键参数。
1、激光率,激光器位时间内输出的能量。
2、光形状,常见的光形状分圆形和矩形两种,用户根据加工对象特点选择使用。
3、光尺寸,光尺寸主要影响光率度,即位面积的光能量大小,同等率条件下,光尺寸越小,光率度越大,高率度光适熔覆高熔点的属粉末。
4、加工距离,指激光出光口距基表面的距离。加工距离过远,属粉末容易发散,粉末利用率低;加工距离近,激光熔覆头受激光表面温度过高,严重造成粉末堵塞。
5、搭接率,搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的主要因素,搭接率提高,熔覆层表面粗糙度低。但搭接部分的均匀很难得到保。每道熔覆层之间相互搭接区域的深度与每道熔覆层正中的深度有所不同,从而影响了整个熔覆层。高速熔覆的搭接率高达 70-80(普通熔覆的搭接率为 30-50)。
6、熔覆速度,熔覆线速度和熔覆面积速率均可表示熔覆速度大小。
7、送粉方式,高速激光熔覆送粉方式主要有环形送粉。
8、保气气压,保气压力大小加工时可调。保气般使用氮气或氩气,主要用于送粉以及在激光熔覆熔池周围形成保区域,少化。
二、测参数是在高速熔覆完成后,对熔覆层质量好坏的衡量参数,主要包括孔隙率、硬度、结合强度、稀释率、冷热疲劳能、表面粗糙度等。
1、孔隙率,高速激光熔覆在熔覆过程中不可避存在着孔隙,孔隙度的大小与属粉末温度和速度以及粉末运动角度有关,般来说粉末运动速度慢熔覆层的孔隙率会大。
2、硬度,由于高速激光熔覆层在形成时的激冷和高速撞击,熔覆层晶粒细化以及晶格产生畸变,使涂层得到强化,因此,激光熔覆层的硬度比般材料的硬度要高。
3、结合强度,高速激光熔覆层与基为冶结合,即熔覆层和基的界面间原子相互扩散而形成结合,这种结合是在激光作用基和属粉末产生高温以及粉末高速运动的状态下形成的。高速激光熔覆层与基结合强度可高达 360MPa。
4、稀释率,指熔敷属被稀释的程度,用基材在熔覆层中所占的比来表示。稀释率对熔覆层能有较大的影响,高速熔覆工艺中,可通过属粉末流量、光率度、熔覆速率调节来控制稀释大小。
5、冷热疲劳能,是指熔覆层的冷热疲劳或热震能。熔覆层的热震能不好,会在使用中开裂形成裂纹。熔覆层的热震能的好坏主要取决于属粉末与基的热膨胀系数差异的大小和熔覆层与基结合强度。
6、表面粗糙度,熔覆层表面的平整程度,工艺测试中,激光光能量度、送粉量大小和载气流压力均会影响表面粗燥度,三者都存在个佳参数值区间,数值设置过高或过低均会导致表面平整程度低。实际对基材进行高速激光熔覆加工时,需根据粉末基材特,进行合适的加工参数设置从而使各项测参数达标,满足应用需求。