激光在各行各業(ye) 的應用已經達到了全覆蓋的水平,它可以說是自發明以來對人類及社會(hui) 最深遠的重大科技成果之一,就連早期的文學作品中都有對它使用方式的設想描寫(xie) ,好比星球大戰電影係列中使用的“光劍”,就是激光的一種使用方式。
然而在工業(ye) 製造領域,由於(yu) 其具有非常好的方向性、光亮度、單色性等特有的光學性能,它得到了非常廣泛地使用。使用激光對物質的加工,原理就是用高密度的能量束對其進行快速、局部地加工處理,使其能夠達到目標所需要的性能。而運用最廣泛的就是激光表麵改性技術,激光熔覆就是幾種激光表麵改性技術之一。
激光表麵熔覆技術就是通過在基體(ti) 材料的表麵添加一層覆蓋材料,再用激光這個(ge) 高密度的能量束對其表麵進行加熱,使基體(ti) 材料的表麵和覆蓋材料一起融化混合,因為(wei) 材料自身有熱傳(chuan) 導的作用,被加熱融化後的材料表麵迅速冷卻,溫度降低,然後快速凝固,形成一層與(yu) 基底材料相結合的覆蓋層。這個(ge) 新生成的覆蓋層能夠顯著改善甚至再造基體(ti) 材料,使其能夠達到耐磨損、耐熱、耐腐蝕、抗氧化及其他目標特性。
激光熔覆現在的發展現狀到哪一步了呢?它作為(wei) 一種激光表麵改性技術,主要用於(yu) 改善和提高材料的表麵性能以及零件的表麵修複。它有幾種不同的填料方式,其中比較常見的是預置式和同步送料法。優(you) 點就是塗層與(yu) 基體(ti) 材料結合緊密,熔覆結構致密緊實。
預置式激光熔覆機是將熔覆材料事先置於(yu) 基材表麵的熔覆部位,然後采用激光束輻照掃描熔化,熔覆材料以粉、絲(si) 、板的形式加入,其中以粉末的形式較為(wei) 常用。預置式激光熔覆機的主要工藝流程為(wei) :基材熔覆表麵預處理---預置熔覆材料---預熱---激光熔化---後熱處理。

同步送料法機則是將熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同時完成。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行同步送料。同步送料法的主要工藝流程為(wei) :基材熔覆表麵預處理---送料激光熔化---後熱處理。按工藝流程,與(yu) 激光熔覆機相關(guan) 的工藝主要是基材表麵預處理方法、熔覆材料的供料方法、預熱和後熱處理。
而激光熔覆機的設備組成是由激光器、冷卻機組、送粉機構、加工工作台等幾個(ge) 主要功能部件組成的。而目前應用廣泛的有CO2激光器,固體(ti) 激光器。CO2激光熔覆機是應用較廣、種類較多的一種激光器,在汽車業(ye) 、鋼鐵工業(ye) 、造船業(ye) 、航空業(ye) 、電機業(ye) 、機械工業(ye) 、冶金工業(ye) 、金屬加工等領域廣泛應用。占全球激光器銷售額的百分之四十,而美洲特別是北美地區,更是高達百分之七十。
激光熔覆機有效率高、光束質量高、功率高等特點。效率高,光電轉換率可達30%以上,比其它加工用激光器的效率高得多。激光熔覆機光束質量高,它的傳(chuan) 導模式,相幹性好,線寬窄,工作穩定。功率高,CO2激光器是目前輸出功率達到較高級區的激光器之一,其最大連續輸出功率可達幾十萬(wan) 瓦!
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