中心送粉激光熔覆技術(shù)是基于旁軸送粉技術(shù)和同軸送粉技術(shù)二者基礎(chǔ)上研發(fā)的新型送粉技術(shù)。該技術(shù)目前主要應(yīng)用于高速激光熔覆技術(shù)中,使得高速激光熔覆技術(shù)更夠最大程度上發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(表面平整,效率高,粉末利用率高)。
中心送粉技術(shù)簡稱光包粉技術(shù),即熔覆頭中心設(shè)有單束粉末通道,激光束圍繞金屬粉呈周圍環(huán)狀分布或者多束周向環(huán)繞分布。實(shí)際工作中,金屬粉自中心通道在重力及氣動的作用下輸出,外圍激光與金屬粉在基體上方相交于一處,處于中心位置的金屬粉被激光光束環(huán)繞充分吸收光能量成為熔融或者半熔融狀態(tài),之后熔融狀態(tài)的金屬粉落入基體表面的熔池,在基體表面形成平整致密的冶金熔覆層。
粉包光 光包粉
同軸送粉激光熔覆原理圖
下面就中心送粉激光熔覆技術(shù)和其他幾種送粉方式有什么不同,國盛激光小編就來做一個重點(diǎn)介紹的技術(shù)介紹:
1、 金屬粉末利用率可達(dá)90%
相對于同軸氣動送粉,中心送粉的特點(diǎn)是粉末為單一粉流,不存在不同方向粉流的相互撞擊散射。另外,在垂直向下熔覆加工時,可以使用較低的送粉氣壓,這樣,一方面粉流速度相對較慢,粉末與激光的作用時間長,更易于粉末在熔池上空的熔化。另一方面,較低的粉流速度,也減少粉流與基體之間的彈射。實(shí)際應(yīng)用表明,中心送粉高速熔覆熔覆過程飛濺明顯減小,粉末利用率大大提高。
2、 光路穩(wěn)定性高,可長時間出光
相比較,同軸送粉激光熔覆技術(shù)和旁軸送粉激光熔覆技術(shù)的激光束直接照射熔池,熔池表面非常光滑,具有很高的激光反射率,因此這兩種激光熔覆技術(shù)的光路系統(tǒng)受激光熔池?zé)彷椛溆绊懘?,長時間出光穩(wěn)定性差。而中心送粉設(shè)計(jì)一般激光束沿周邊有一定傾斜角度的輸出至熔池中,出光口分散多個光口較小,且和熔池有一定的角度,避免受激光作用區(qū)的直接熱輻射,光學(xué)系統(tǒng)更安全。同樣的中心送粉金屬粉飛濺較小,再者光路有一定的傾斜角度,受飛濺影響非常小。
3、 熔覆效率高(0.7-1.2㎡/h)
中心送粉技術(shù)粉末利用率高,激光能量利用充足,可實(shí)現(xiàn)非常高的熔覆效率(單邊0.5-0.7mm厚度時,熔覆效率可達(dá)0.7-1.2㎡/h)。熔覆層稀釋率低。超高速激光熔覆技術(shù)由于較高的熔覆線速度,熔池的存在時間非常短,因此其熔覆層的稀釋率很低。超高速激光熔覆技術(shù)還具有熔覆層粗糙度好、抗裂性好以及工件變形小等特點(diǎn)。超高速激光熔覆技術(shù)制備的熔覆層較薄,非常適合新品零件表面的預(yù)保護(hù)涂層制備。
4、中心送粉相對于同軸氣動送粉的優(yōu)點(diǎn)
相對于同軸氣動送粉,中心送粉的特點(diǎn)是粉末為單一粉流,不存在不同方向粉流的相互撞擊散射。另外,在垂直向下熔覆加工時,可以使用較低的送粉氣壓,這樣,一方面粉流速度相對較慢,粉末與激光的作用時間長,更易于粉末在熔池上空的熔化。另一方面,較低的粉流速度,也減少粉流與基體之間的彈射。實(shí)際應(yīng)用表明,中心送粉高速熔覆熔覆過程飛濺明顯減小,火花相當(dāng)輕柔,粉末利用率大大提高。
同軸氣動送粉 中心送粉
總結(jié)上述分析,旁軸送粉和同軸送粉發(fā)展時間較久且基于其各自的技術(shù)特點(diǎn)和限制,一直沒有得到更廣范圍的推廣應(yīng)用。中心送粉技術(shù)可彌補(bǔ)二者的技術(shù)缺陷,具有多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢,并且隨著高速激光熔覆與中心送粉技術(shù)的完美結(jié)合,高效率高質(zhì)量的激光熔覆效果必將征服更多的領(lǐng)域市場。我們相信隨著更多企業(yè)的應(yīng)用推廣,不久以后,高速激光熔覆+中心送粉技術(shù)將成為激光熔覆主流應(yīng)用同時該項(xiàng)技術(shù)也會在金屬表面領(lǐng)域占據(jù)更大的市場份額。
感謝資料提供:中科中美高速激光熔覆