阅读| 订阅
阅读| 订阅
新品发布

紫铜熔覆利器——广东硬科院3500W蓝光激光器来了

来源:广东硬科院2024-03-15我要评论(0)

激光熔覆激光熔覆(Laser Cladding)亦称激光熔敷或激光包覆,它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形...

激光熔覆

激光熔覆(Laser Cladding)亦称激光熔敷或激光包覆,它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层,可用于金属材料的表面强化、缺陷修复。


01铜上熔覆铜工艺简介


铜和铜合金由于具备优良的导电、导热性能,在军工、冶金、海洋装备以及航空航天等众多领域得到广泛应用。这些领域的服役环境通常比较严苛,因此对铜件的性能提出了更高的要求,例如要求高强度高导电性的电磁炮导轨,要求高耐磨耐热性的连铸结晶器、铜轧辊等。


采用激光熔覆的方法在铜基材表面熔覆一层紫铜或铜合金,可以大大提高铜基材料的耐腐蚀性能、耐磨性能和机械强度,提高其使用寿命。同时,对于在恶劣服役环境下造成缺陷的铜工件,也可以采用激光熔覆的方法进行修复再制造。


铜上熔覆铜工艺具有以下优点:

0 1

提高耐腐蚀性能

通过在铜基材料表面覆盖一层铜或铜合金,可以有效防止氧化和腐蚀,延长材料的使用寿命。


0 2

提高导电性能

铜是优良的导电材料,覆盖铜层可以提高材料的导电性能,适用于需要良好导电性能的应用领域。


0 3

增强机械强度

覆盖铜合金层可以增加材料的机械强度和耐磨性,提高材料的耐久性和稳定性。


04

修复表面缺陷

铜上熔覆铜工艺可以用于修复铜基材料表面的缺陷或损伤,使表面恢复平整并提高外观质量。


05

适用范围广泛

铜上熔覆铜工艺适用于各种形状和尺寸的铜基材料,可以定制覆盖层厚度和形状以满足不同需求。


06

环保节能

相比其他表面处理方法,铜上熔覆铜工艺通常具有较高的能效比和较低的环境影响,符合环保要求。

02铜上熔覆铜工艺难点


对于常规的1um左右波长的红外激光而言,采用激光熔覆进行类似铜、铝或金这类高反金属的加工时具有很大的挑战。过低的激光吸收率(~5%)使得必须采用高功率的激光器才能在铜材表面形成熔池,但同时也会造成加工时熔池不稳定并产生飞溅,容易形成具有大量孔洞缺陷的低质量熔覆层,而紫铜超高的热导率加剧了这一问题的产生。因此,采用红外激光难以在紫铜基板上有效形成高质量的铜熔覆层。


图片

图1 吸收率曲线


蓝光激光器在铜加工时表现结果优异,可达到高至50%以上的吸收率。因此,采用蓝光激光器可以有效解决紫铜表面熔覆的问题。但目前市面上的蓝光半导体激光器功率还不高,主要集中在1000~2000W左右,对于一些大尺寸的铜部件的熔覆还难以获得高效、高质量的熔覆效果。


0 3
广东硬科院3500W蓝光激光器助力铜上熔覆铜工艺


为了解决大尺寸的铜部件的表面熔覆难题,广东硬科院重磅推出3500W蓝光激光器,型号BLD-455-3500。该款激光器的激光束以自由空间的方式输出,矩形光斑可以直接作用于材料表面,不需要额外的光纤或激光加工头输出,电光效率高。激光波长为455±10nm,功率连续可调,最大输出功率高于3500W,可以应用于有色金属熔覆、淬火等领域,更大程度提高加工效率和加工质量。


图片

图2 BLD-455-3500自由输出蓝光半导体激光器


我们采用BLD-455-3500蓝光激光器搭建熔覆装置,同时进行了紫铜基板表面熔覆紫铜粉末的测试。


图片

图3 BLD-455-3500蓝光激光器搭建机器人熔覆装置


通过「图4 紫铜熔覆成型样品」可以看到:无论是单层熔覆还是多层熔覆,该熔覆装置都能获得均匀、美观的熔覆层。


图片

图4 紫铜熔覆成型样品


通过「图5 熔覆层金相」检测图,可以看到:熔覆层与基板形成了非常好的冶金结合,未发现明显的未熔合、气孔、裂纹等缺陷。


图片

图5 熔覆层金相


0 4
结语


得益于广东硬科院3500W高功率蓝光半导体激光器的成功开发,大尺寸铜部件表面熔覆铜材的难题迎刃而解。采用BLD-455-3500蓝光激光器搭建的熔覆装置可以实现紫铜基板表面紫铜、青铜等铜合金粉末的熔覆,有望为业界带来新的机遇。


转载请注明出处。

免责声明

① 凡本网未注明其他出处的作品,版权均属于hth官方 ,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。获本网授权使用作品的,应在授权范围内使 用,并注明"来源:hth官方 ”。违反上述声明者,本网将追究其相关责任。
② 凡本网注明其他来源的作品及图片,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本媒赞同其观点和对其真实性负责,版权归原作者所有,如有侵权请联系我们删除。
③ 任何单位或个人认为本网内容可能涉嫌侵犯其合法权益,请及时向本网提出书面权利通知,并提供身份证明、权属证明、具体链接(URL)及详细侵权情况证明。本网在收到上述法律文件后,将会依法尽快移除相关涉嫌侵权的内容。

相关文章
网友点评
0 相关评论
精彩导读
Baidu
map