高速激光熔覆和常規(guī)激光熔覆的區(qū)別

       近兩年高速激光熔覆得到了我國(guó)激光行業(yè)及金屬表面加工業(yè)的高度關(guān)注以及廣泛重視,主要原因在于:和常規(guī)激光熔覆相比,高速激光熔覆具有加工效率高,加工精度高、后續(xù)加工成本低,對(duì)工件的熱輸入量很小,可減少工件變形等優(yōu)勢(shì)。下面從二者的技術(shù)共通點(diǎn)以及相比較高速激光熔覆的優(yōu)點(diǎn)/劣勢(shì)進(jìn)行比較說(shuō)明:
一、 高速激光熔覆和常規(guī)激光熔覆共通點(diǎn)
(1)工藝原理相同。即通過(guò)激光能量熔融金屬粉以及基體表面,在基體表面形成一層涂覆層。
(2)熔覆材料共通。常規(guī)激光熔覆可熔覆的材料,高速激光熔覆均可熔;部分常規(guī)激光熔覆不能熔覆的材料,如高熔點(diǎn)材料,高速激光熔覆可熔。
(3)工藝路線共通。常規(guī)激光熔覆工藝調(diào)整的關(guān)鍵點(diǎn)同樣是高速激光熔覆工藝調(diào)整的關(guān)鍵點(diǎn)。
(4)熔覆層均為冶金結(jié)合。常規(guī)熔覆表面熔覆層溝壑明顯,起伏大,而高速熔覆的涂層效果類似熱噴涂,表面平整。
(5)應(yīng)用領(lǐng)域基本一致。即常規(guī)激光熔覆可應(yīng)用的領(lǐng)域高速激光熔覆均可應(yīng)用,且常規(guī)激光熔覆部分無(wú)法應(yīng)用的領(lǐng)域高速激光熔覆亦可以應(yīng)用。通俗講就是常規(guī)激光熔覆能干的活高速激光熔覆可以干,常規(guī)激光熔覆不能干的活高速激光熔覆也可能可以干。
二、高速激光熔覆技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
(1)速度快,效率高。加工效率0.5-1.5m2/h,線速度可達(dá)100m/min,大大提高了熔覆效率。直徑70合金鋼基體,熔覆馬氏體不銹鋼材料,涂層厚度0.5mm,搭接70%情況下,熔覆效率可達(dá)1.2㎡/h,整體加工效率為常規(guī)熔覆的3-4倍。
(2)熔覆層光潔度好。熔覆完成后可直接磨拋加工,不需車削工序,從而大大節(jié)省材料與加工成本。
(3)熔覆層薄厚兼可。熔覆薄涂層0.2mm-0.3mm,熔覆中、厚涂層0.3mm-1.5mm,薄、厚兼顧,特殊情況下,亦可進(jìn)行多層熔覆。
(4)熱輸入小。高速熔覆對(duì)工件的熱輸入小,工件熱變形小,可用于加工薄壁件、小型件。
(5)稀釋率低。稀釋率可控制<3%,能更好維持熔覆涂層的優(yōu)質(zhì)性能。
(6)可加工有色金屬。易實(shí)現(xiàn)銅、鋁、鈦等有色金屬材料實(shí)現(xiàn)表面強(qiáng)化。尤其適用于有色金屬特性研究分析中。
(7)節(jié)能環(huán)保。高速熔覆過(guò)程中無(wú)三廢產(chǎn)生,再者打破了常規(guī)熔覆的許多應(yīng)用限制,推廣應(yīng)用領(lǐng)域較廣,是目前代替電鍍的比較可行且現(xiàn)金的工藝。
三  高速激光熔覆的技術(shù)劣勢(shì)
(1)目前同軸高速熔覆的粉末利用率約在70%左右,而采用中心送粉技術(shù)的高速激光熔覆粉末利用率在90%,中心送粉技術(shù)門(mén)檻較高一些,后期隨著該項(xiàng)技術(shù)的逐步普及,中心送粉技術(shù)必將更充分的體現(xiàn)高速激光熔覆的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
(2)高速激光熔覆為了追求較高的表面質(zhì)量從而節(jié)省材料、降低加工成本普遍采用20-53um的細(xì)球形粉末,常規(guī)激光熔覆普遍采用50-150um的粗粉。細(xì)粉成本略高于粗粉。
(3)高速激光熔覆屬于新技術(shù),設(shè)備購(gòu)置價(jià)格相較普通激光熔覆較高,前期用戶需要設(shè)備購(gòu)置費(fèi)承受較大,鑒于高速激光熔覆效率高的特點(diǎn)。對(duì)于加工工件多,工期緊的用戶,經(jīng)濟(jì)效益顯著,一般小半年設(shè)備可回本,后期收益可觀(中科中美6000W,年產(chǎn)效益200萬(wàn))。而對(duì)于本身加工活不飽和或者購(gòu)機(jī)費(fèi)用有限的用戶來(lái)說(shuō),可以暫且考慮普通激光熔覆。