Основна конкурентна перевага еволюції технології лазерного покриття
Будучи ключовою технологією зміцнення поверхні та ремонту компонентів, якість покриття поверхні лазерного наплавлення безпосередньо визначає термін служби, вартість обробки та сценарії застосування заготовок. Із зростаючим попитом на точність і ефективність у промисловому виробництві технічні розбіжності між над-високошвидкісним-лазерним наплавленням, високо-лазерним наплавленням і традиційним звичайним лазерним наплавленням стають дедалі помітнішими – особливо в основних показниках, таких як шорсткість поверхні, площинність і складність подальшої обробки, де технології наступного-покоління демонструють проривні переваги. Починаючи зі спільної основи трьох технологій, ця стаття розглядає основну конкурентоспроможність над-високошвидкісного-і високо-швидкісного лазерного покриття з точки зору якості поверхні, надаючи професійні довідки для вибору галузі.
Пов’язані-характеристики якості поверхні, спільні для трьох технологій лазерного покриття
Незважаючи на значні відмінності в технічних параметрах і ефектах, над-високошвидкісна-лазерна оболонка, високо-лазерна оболонка та звичайна лазерна оболонка мають спільні риси основних характеристик, пов’язаних із якістю поверхні. По-перше, вони мають базову послідовність адаптації до матеріалу: усі три сумісні з основними матеріалами для облицювання, такими як сплави на основі-заліза,-нікелю та-кобальту, а покриття утворює металургійний зв’язок із підкладкою, забезпечуючи стабільність зміцнення поверхні. По-друге, основний напрямок керування процесом є послідовним – логіка впливу таких параметрів, як потужність лазера, швидкість перекриття та швидкість подачі порошку, на шорсткість поверхні ідентична. Наприклад, збільшення коефіцієнта перекриття може зменшити дефекти поверхневих смуг у всіх трьох технологіях, хоча над-високошвидкісне-і високо-швидкісне лазерне плакування вимагає вищої точності параметрів, щоб відповідати потребам високо-формування. Нарешті, цілі їх застосування дуже уніфіковані: усі спрямовані на підвищення зносостійкості, стійкості до корозії поверхонь заготовок або відновлення пошкоджених поверхонь із поступовим підвищенням точності формування поверхні та адаптації спеціальних матеріалів.
Шорсткість поверхні Перевага ультра-високо-швидкісного/високо{2}}швидкісного лазерного покриття
Шорсткість поверхні є основним показником якості поверхні лазерного покриття, де над-висока-швидкість і висока-швидкісна лазерна накладка досягли нищівного прориву в порівнянні зі звичайними технологіями. Звичайне лазерне наплавлення вимагає одночасного плавлення як підкладки, так і порошку через концентроване надходження тепла, що призводить до великих коливань розплавленої ванни. Після охолодження хвилястість поверхні досягає 0,4-0,5 мм, а шорсткість значно перевищує промислові стандарти точності. Навпаки, високошвидкісне лазерне покриття досягає шорсткості поверхні (Ra) лише 5-10 мкм, тоді як ультра-лазерне покриття може досягти ще вищої точності Ra менше або дорівнює 2,5 мкм. Ця відмінність пояснюється тим фактом, що технології наступного покоління фокусують лазерну енергію в основному на порошку, в результаті чого на підкладці утворюється неглибока та стабільна ванна розплаву. Після охолодження поверхня залишається рівною та гладкою, принципово уникаючи нерівних дефектів традиційної технології.
Зменшення руйнувань у подальшій обробці
Якість поверхні безпосередньо визначає подальшу вартість обробки. Покладаючись на відмінні результати формування, над-висока-швидкість і високо-швидкісне лазерне плакування значно скорочують процедури обробки та відходи матеріалу. Через численні дефекти поверхні та велику хвилястість звичайне лазерне покриття має пройти кілька процесів «точіння - шліфування - полірування», що займає-час і витрачає значну кількість матеріалів покриття та підкладки. На відміну від цього, високошвидкісне лазерне наплавлення вимагає лише припуску на шліфування 0,15-0,20 мм для досягнення дзеркального покриття з Ra менше або дорівнює 0,4 мкм. Ультра-лазерне наплавлення може навіть не виконувати етап точіння, безпосередньо піддаючись точному шліфуванню чи поліруванню перед використанням. Цей спрощений процес обробки підвищує ефективність виробництва більш ніж на 30% і знижує загальні витрати на 20%-40%, що робить його кращим рішенням у точному виробництві.
Стабільна та контрольована якість поверхні на спеціальних підкладках
Звичайне лазерне покриття стикається з технічними вузькими місцями на швидко{0}}теплопровідних-підкладках, таких як мідь і алюміній. Через швидку теплопровідність підкладки важко утворити стабільну ванну розплаву, що призводить до таких дефектів, як відшарування, тріщини та пори на поверхні покриття, що не гарантує якості поверхні. На відміну від цього, над-високошвидкісне-і високо{6}}швидкісне лазерне покриття з щільністю потужності, що в 5-10 разів перевищує звичайну технологію, може швидко утворити стабільну ванну розплаву на мідних і алюмінієвих підкладках. Крім того, сконцентрована лазерна енергія на порошку мінімізує термічну деформацію підкладки. Крім того, для матеріалів із -температурою-плавлення технології наступного покоління можуть досягти рівномірного покриття без локального неповного сплавлення на поверхні покриття, що ще більше розширює межі застосування лазерного покриття.
Компоненти лазерного обладнання
Волоконно-лазерна машина
Головка для лазерного покриття
Пристрій для подачі порошку
Головка лазерного зміцнення
Покращення якості поверхні сприяє розвитку технології лазерного покриття
Над-лазерне-плакування, високошвидкісне-лазерне покриття та звичайне лазерне покриття мають спільні основні основи, такі як металургійне з’єднання, адаптивність матеріалів і логіка керування процесом. Однак, з точки зору якості поверхні, технології наступного-покоління досягли стрибка від «придатних для використання» до «високо-продуктивних» завдяки трьом основним перевагам: низька шорсткість, мінімальні вимоги до обробки та адаптація до спеціальних підкладок. Оскільки вимоги промислового виробництва до точності й ефективності продовжують зростати, над-високошвидкісна-і високо-швидкісна лазерна накладка стануть основними технологіями у-виробництві високоякісного обладнання, ремонті компонентів та в інших галузях. Постійна оптимізація якості поверхні також спрямує лазерне покриття до більш точних, економічних і широко застосовних сценаріїв застосування.