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激光熔覆重要特點是熱量集中,加熱快冷卻快熱影響區小,特別對不同材質之間熔融有著其它熱源無法比擬的特點,也正是這一加熱和冷卻過程,在熔鑄區域產生的組織結構也不同于其它熔覆(噴焊·堆焊·普通焊接等)手段,甚至可以產生非晶態組織,特別是脈沖激光更為明顯。這就是所謂激光熔覆無退火的原因。
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激光焊接(熔覆)變形小:主要是熔鑄區域小,過渡區域小,收縮量小。那么材料在收縮過程中所產生的收縮力,不足以使整個機體變形。這就是所謂激光熔覆不變性的原因(所以當機體尺寸過小時同樣會產生變形)這也是激光焊接(熔覆)的優勢。那么這種焊接應力到哪里去了呢?它主要是釋放到熔鑄區域和過渡區域了。那么這就產生了兩個問題。一是熔鑄區容易產生裂紋,所以激光熔覆對材料的延展性要求比較高,如鎳基粉末;二是過渡區應力大,由于激光焊接過程中加熱快冷卻快,產生的過渡區尺寸過小,造成這一區域應力集中,這就影響了激光焊接(熔覆)的結合效果。特別是在基體與焊材機械性能相差較大時,傾向更嚴重,甚至產生脫落現象,這就要求在激光熔覆時格外注意過渡層的材質和厚度設計。
1、前期處理:激光熔覆一般只需將工件打磨干凈,除油,除銹,去疲勞層等, 比較簡單。
2、送粉:CO2激光器功率較大,一般用氬氣送粉;YAG激光功率小,一般用 自然落粉的方式。這兩種方式在熔覆時都基本在水平位置形成熔池, 傾斜稍大粉末便不能正常送達,激光的使用范圍受到限制,特別是 YAG激光器。
3、從熔池形成的狀態看:由于激光的控制精度高,輸出功率恒定, 且沒有 電弧接觸,所以熔池大小深度一致性好。
4、加熱快冷卻快:影響金屬相形成的均勻度,也對排氣浮渣不利,這也是 造成激光熔覆形成氣孔,硬度不均的重要原因,特別是 YAG激光傾向更嚴重。
5、材料選擇:由于不同材料對不同波長激光的吸收能力不同,造成激光熔覆 材料選擇限制較大,激光更適于鎳基自熔性合金等一些材料, 對碳化物,氧化物的熔覆更困難一些。
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熔覆工藝:激光熔覆按熔覆材料的供給方式大概可分為兩大類,即預置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
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預置式激光熔覆:是將熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束輻照掃描熔化,熔覆材料以粉或絲形式 加入,其中以粉末的形式為常用。
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同步式激光熔覆:是將粉末或絲材類熔覆材料經過噴嘴在熔覆過程中同步送入熔池中。熔覆材料以粉或絲形式加入,其 中以粉末的形式為常用。
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預置式激光熔覆的主要工藝流程為:基材熔覆表面預處理---預置熔覆材料---預熱---激光熔覆---后熱處理。
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同步式激光熔覆的主要工藝流程為:基材熔覆表面預處理---預熱---同步激光熔覆---后熱處理。
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按工藝流程,與激光熔覆相關的工藝主要是基材表面預處理、熔覆材料的供料、預熱和后熱處理。
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