激光切割機的激光熔覆技術是指以不同的添料方式在被熔覆的基體(ti) 表麵上放置被選擇的塗層材料，經過激光輻射使 之和基體(ti) 表麵一薄層同時熔化，並快速凝固後形成稀釋度極低、與(yu) 基體(ti) 成冶金幾何的表麵塗層，從(cong) 而顯著 的改善基體(ti) 材料表麵的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的工藝方法。 激光熔覆是一個(ge) 複雜的物理、化學冶金過程，熔覆過程中的參數對熔覆件的質量有很大的影響。其參 數主要有激光功率。光斑直徑、送粉速度、掃描速度等，他們(men) 對熔覆層的稀釋率、裂紋、表麵粗糙以及熔 覆零件的致密性都有著很大的影響，而這些影響都可以從(cong) 熔池的溫度變化中體(ti) 現出來。 激光功率對熔池的溫度有重要的影響。功率越大，熔化的粉末越多，產(chan) 生氣孔的幾率也越大，基材升 溫也越大，嚴(yan) 重時表麵層會(hui) 陷入集體(ti) 中，形成較深的溝槽；功率小，粉末不能完全熔化，熔體(ti) 與(yu) 基材的潤 濕性降低，表麵張力過高，致使熔體(ti) 凝聚，也可能產(chan) 生淚珠狀的結果，功率的升高和溫度的升高成近似的 線性關(guan) 係，說明隨著功率的增大，熔池得到的激光能量也越大，溫度自然升高。 隨著掃描速度的增大，熔池吸收的激光能量有所降低，熔池表麵溫度隨之下降。另外在功率一定的情 況下，掃描速度過慢，粉末吸收能量大，會(hui) 導致熔池變大，溶液也易發生氣化，從(cong) 而影響熔覆質量；掃描 速度過快，容易使粉末不完全熔化，產(chan) 生飛濺現象，影響熔覆品質。隨著掃描速度的增加，熔池中液態金 屬的冷卻速率也增大，使得在隨後的凝固過程中晶核沒有充分時間長大，因而隨著掃描速度的增加，熔覆 層中的晶粒明顯減小，硬度也相應增大。 在相同的工藝條件下，送粉速率增大，透光率隨之下降，從(cong) 而使基體(ti) 吸收透光能量想密度減小，熔覆 材料加熱溫度降低，熔覆層組織細化，界麵區域減小，界麵初生柱狀晶生長能力減弱，此現象在掃描速度 較低時較顯著。在給定掃描速度下都存在一個(ge) 臨(lin) 界送粉速率，臨(lin) 界送粉速率隨掃描增大而減小，即透光率 隨送粉速率增大而減小到一定的程度，以至於(yu) 不能使基體(ti) 表秒熔化，此時熔覆層與(yu) 基體(ti) 不能達到冶金結合 ，熔覆便不能實現。對應的送粉速率被稱為(wei) 臨(lin) 界送粉速率，在此種情況下，熔覆材料加熱溫度一般較低， 熔覆材料顆粒不能完全被熔化而形成類似的燒結組織。 光斑直徑是指從(cong) 激光器出來的光束經過光學係統聚焦後照射到掃描線上的圓形光斑大小，研究表明比 能量減小有利於(yu) 降低稀釋率。因此在激光功率一定的條件下，熔覆層稀釋率隨光斑寬度增加而減小；當掃 描速度和光斑寬度一定時，熔覆層稀釋率隨激光束功率增大而增大，隻有把熔覆比能量控製在一定範圍內(nei) ，才能獲得品質優(you) 良的塗層。 預熱是防止熔覆層產(chan) 生裂開現象的一種有效方法，想用低功率激光束在不送粉的情況下沿不送粉的情 況下沿著軌跡對基材加熱，然後用2kw的激光功率，3mm的光斑直徑，6.5g/s的送粉速度和8mm/s的掃描速度 研究預熱溫度對熔池平均溫度的影響，表明隨著預熱溫度的增加，熔池溫度呈線性上升。 在相同工藝條件下，基體(ti) 預熱將導致熔覆層組織組化，熔覆層與(yu) 基體(ti) 結合界麵附近柱狀晶生長能力增 強，界麵附近楚翔條狀馬氏體(ti) ，界麵區域加寬，這是由於(yu) 預熱使基體(ti) 熔化量增多且溫度提高，降低熔覆層 結晶時的冷卻速度，減小界麵非自發形核率，界麵附近原子互擴散能力加強所致，測試硬度發現，隨著預 熱溫度的升高，硬度有所降低，這是因為(wei) 熔覆層的冷去時間取決(jue) 於(yu) 熔覆層與(yu) 基體(ti) 的溫度差，而預熱能夠改 變這種溫度差，所以熔點處的溫度下降速度小於(yu) 不預熱的情況，因此可以推斷出預熱溫度越高，冷卻速率 越小，雖然降低了硬度，但是減小了應力，降低了熔覆層的開裂傾(qing) 向。而預熱溫度低，對熔覆層硬度的影 響不大，預熱溫度越高，熔覆層的硬度明顯的降低，這是因為(wei) 預熱後基體(ti) 的溫度更接近熔覆的溫度，從(cong) 而 散熱相對緩慢，降低了熔覆層的溫度梯度。