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激光熔覆技术小百科

cici来源:思达思克2017-12-12我要评论(0)

激光熔覆修复原理激光熔覆是材料表面改性技术和增材再制造的一种重要方法。它是利用高能激光束照射添加在基材表面的改性或增材材

激光熔覆修复原理

激光熔覆是材料表面改性技术和增材再制造的一种重要方法。它是利用高能激光束照射添加在基材表面的改性或增材材料,通过迅速熔化、扩展和迅速凝固,冷却速度通常达到102~106℃/s,在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,从而在基材表面构成一种新的复合材料,以弥补机体所缺少的特殊性能或对尺寸缺失的基体进行增材修复。

激光熔覆适用于电力、航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善性能的零件。根据工件的工况要求,熔覆各种设计成分的金属或者非金属,制备耐热、耐磨、耐腐蚀、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。

激光熔覆修复的特点

激光熔覆与工业中常用的堆焊、热喷涂和等离子喷焊等相比,激光熔覆有着下列优点:

基体与熔覆层结合强度高:激光熔覆层与基体为致密冶金结合,结合强度不低于原本体材料的 90%。

热影响区小:基体材料在激光熔覆过程中仅表面微熔,微熔层为0.05-0.1mm。基体热影响区极小,一般为0.1-0.2mm,在采取控温措施情况下(如脉冲加工、间歇加工、主动冷却,控制基体温升不超过80℃),激光熔覆后热变形几乎可以忽略。

熔覆层与基体晶粒细小:高达106℃/s的冷却速度使凝固组织细化,熔覆层及其界面组织致密,晶粒细小。在选用适当的粉末和工艺参数的情况下,无孔洞,无夹杂裂纹等缺陷。

效率高,节约昂贵材料:由于激光作用时间短(ns级),熔覆层稀释率低,基材的熔化量比较小,对熔覆层的冲淡率很低(常规为5%~8%),因此可在熔覆层比较薄的情况下,获得所要求的成分和性能,从而节约昂贵的覆层材料;

可制备梯度功能材料:激光熔覆层组织由底层、中间层以及面层组成的各具特点的梯度功能材料,底层具有与基体浸润性好、结合强度高等特点;中间层具有一定强度和硬度、抗裂性好等优点;面层具有抗冲刷、耐磨损和耐腐蚀等性能,使修复后的设备在安全和使用性能上更加有保障。

激光熔覆技术可控性好,易实现自动化控制,覆层质量稳定。

激光熔覆技术解决了振动焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证的矛盾。


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