高速激光熔覆工藝知識要點及常見問題分析

發布時間:2023/12/26 瀏覽次數:33 分類:企業新聞分類:行業新聞

高速激光熔覆工藝已經得到了市場的高度認可，高速激光熔覆代替普通激光熔覆將成為行業技術發展的必然趨勢。但激光熔覆是一種較為復雜的工藝過程，為幫助廣大高速激光熔覆用戶較快的掌握工藝，根據多年的經驗，把高速激光熔覆工藝的知識要點和各種工藝問題的原因總結如下，希望對廣大的業內同行能有所幫助。

高速激光熔覆的工作原理

高速激光熔覆是利用高能激光束將金屬粉末流在空中熔化，同時也將基體熔化形成熔池，熔化的粉末和熔化的基體結合后，快速冷卻形成冶金結合的涂層。?

高速激光熔覆工藝關鍵參數及其對熔覆效果的影響

（1）激光功率

功率大小直接影響單位時間內可以熔化的粉末量，影響熔覆效率。在其他工作參數確定時，功率過小，可能會導致粉末熔化不徹底，磨拋后出現麻點，結合力不夠，涂層硬度偏低；功率過大，有可能熔道過熔，導致表面出現斜皺紋。

（2）送粉量

粉流與激光相遇后，吸收激光能量。粉量越大，吸收的激光能量越多。粉量過大時，會導致激光能量不足，出現涂層熔不透，磨拋后出現麻點，還會出現基體不能熔化，涂層和基體不能實現冶金結合，導致涂層脫皮問題。粉量大，粉末利用率低；粉量小，粉末利用率高。

（3）線速度

線速度越大，熔覆越薄，線速度越小，熔覆越厚。線速度過大，會導致基體不能形成熔池，涂層和基體不能很好冶金結合，熔道冷卻慢，紅色尾巴過長，出現脫皮現象。線速度小可提高涂層硬度以及粉末利用率。

（4）步進

步進越小，搭接率越大，涂層表面越細膩；步進越大，搭接率越小，涂層條紋越明顯。步進影響稀釋率，步進小時，照射到基體上的激光能量小，稀釋率低；步進大時，照射到基體上的激光能量多，稀釋率高。

（5）送氣量

氣體有兩個作用，一是輸送粉末，二是保護高溫涂層，防止氧化。送粉氣量過小，容易堵粉；送粉氣量過大，粉末速度過快，彈射大，粉末利用率低。一般情況下，氬氣比氮氣對涂層的保護更好，涂層質量更高。

（6）噴嘴高度

噴嘴過高，粉末發散大，粉末利用率低；過低，熔覆過程噴嘴容易粘粉。

高速激光熔覆過程中容易出現的問題及原因分析

（1）脫皮

這是由于基體沒有形成熔池，粉末與基體沒有冶金結合，可能的原因有：功率過低；粉量過大；線速度過快；工件表面有油污或電鍍層等。

（2）裂紋

涂層出現裂紋的原因有：基體硬度過高（淬火、滲碳/氮）；基體有疲勞層；粉末硬度過高等。鎳基粉末容易出現裂紋；硬度高的粉末多層熔覆時，也會出現裂紋。

（3）氣孔

涂層出現氣孔的原因有：基體有銹跡油污；粉末有雜質；粉流不穩；粉量過大；功率不夠；或線速度過大等。

（4）浮粉多，涂層無金屬光澤

可能的原因有：粉量過大；功率過小；線速度過快；噴嘴高度過高；激光光斑過小；鏡片污染等。

（5）磨拋后出現麻點

可能的原因有：功率不夠；粉量過大；線速度過快等。

（6）涂層出現斜皺紋

可能的原因有：功率過大；熔池溫度過高；粉末過度液化。

（7）噴嘴粘粉

可能的原因有：粉末彈射太高；銅頭溫度過高；噴嘴工作距離過低，噴嘴表面太粗糙或污染（建議拋光處理）。熔覆頭偏離中心放置，有利于減少粘粉現象。

（8）堵粉

可能的原因有：粘粉沒有及時清除；粉末流動性不好；粉末有雜質或粉末受潮（要烤干）等。在多路送粉時，各路送粉不均等是堵粉的重要原因。

（9）熔覆時有滋滋聲

可能的原因有：粉末受污染；粉末受潮；基體不干凈等。功率密度過大也會導致熔池金屬氣化，產生熔覆噪聲。這些問題會影響涂層防腐性。

（10）熔覆火花飛濺

可能的原因有：線速度過大；功率密度過大；功率和粉量不匹配；氣流量過大等。

（11）粉流不穩，進而導致涂層不平整

粉流不穩的原因有：刮板磨損大；送粉通道堵塞；氣流過小；送粉器密封圈處密封不好或送粉管破損等導致漏氣等。

（12）熔覆效率下降（涂層厚度變薄）

可能的原因：保護鏡污染；刮板磨損；工作距離不合適；出粉孔被磨大，粉流變粗；激光功率下降等。