¿Qué factores están relacionados con la tasa de utilización del polvo de revestimiento láser de alta velocidad?
La tecnología de revestimiento láser de alta velocidad ha mejorado considerablemente. La búsqueda constante de mejorar la eficiencia del procesamiento y reducir sus costes es fundamental. La reducción continua de estos costes sigue siendo un aspecto clave de la investigación en revestimiento láser de alta velocidad.
Dado que el costo del polvo representa entre el 80% y el 90% del costo total del revestimiento láser, mejorar su tasa de utilización es un problema técnico importante en el revestimiento láser de alta velocidad. Por lo tanto, es fundamental determinar los factores relacionados con dicha tasa. Analizaremos estos factores uno por uno y veremos cómo mejorarla.
(1) tamaño del punto del baño de fusión
El factor principal que afecta la tasa de utilización del polvo de revestimiento láser de alta velocidad es el tamaño del punto del baño de fusión, es decir, el tamaño del punto del láser que incide sobre la superficie del sustrato. Según la potencia del láser, el punto del baño de revestimiento láser de alta velocidad puede seleccionarse entre 1 mm y 5 mm. En condiciones reales, es necesario seleccionar un tamaño adecuado del punto del baño de soldadura según la potencia del láser del equipo.
La zona del baño de fusión es demasiado pequeña y la tasa de utilización del polvo es baja; la zona del baño de fusión es demasiado grande, lo que reduce la planitud de la superficie del recubrimiento. Aumentar la zona del baño de fusión puede mejorar la tasa de utilización del polvo, pero si es demasiado grande, se reduce la planitud del recubrimiento, lo que provoca un desperdicio de polvo en el proceso de pulido y rectificado posterior. Incluso en el revestimiento láser de alta velocidad, la tasa de utilización del polvo no solo se debe considerar en el proceso de revestimiento, sino también en su totalidad tras el pulido y rectificado.
(2) Diámetro del orificio de salida de polvo del cabezal de revestimiento
El diámetro del orificio de salida de polvo del cabezal de revestimiento determina el espesor del flujo de polvo. Cuanto menor sea la abertura, más fino será el flujo de polvo, pero cuanto más fino sea, más rápida será su dispersión. En la práctica, el diámetro adecuado del orificio de salida de polvo debe seleccionarse en función de la altura del revestimiento y del tamaño del punto del baño de fusión, para garantizar que el diámetro del punto de polvo en la superficie del sustrato sea menor que el diámetro del punto del baño de fusión. De lo contrario, se perderá y desperdiciará polvo que supere el tamaño del punto del baño de fusión.
(3) potencia del láser
La potencia del láser debe ser lo suficientemente alta como para garantizar que el polvo que cae en el punto del baño de fusión se funda por completo. Cuando la cantidad de polvo y otros parámetros se mantienen constantes, cuanto mayor sea la potencia del láser, mayor será la tasa de utilización del polvo.
(4) tamaño de la alimentación de polvo
Al determinar la potencia del láser del equipo, cuanto menor sea la cantidad de polvo alimentado, mayor será su tasa de utilización. Sin embargo, reducir la cantidad de polvo alimentado afectará la eficiencia del revestimiento. Si no se considera esta eficiencia, la tasa de utilización del polvo puede alcanzar el 100 % controlando la cantidad de polvo alimentado, pero esta práctica no tiene sentido.
(5) revestimiento de velocidad lineal
La velocidad lineal del revestimiento láser de alta velocidad es varias veces o incluso decenas de veces superior a la del revestimiento láser convencional. Cuando la velocidad de movimiento relativo entre el sustrato y el cabezal de revestimiento es alta, la energía cinética de las partículas de polvo sobre la superficie del sustrato es alta, por lo que la expulsión de polvo es alta y la tasa de utilización del mismo se reduce. Además, al determinar la potencia del láser, cuanto mayor sea la velocidad de movimiento relativo entre el cabezal de revestimiento y el sustrato, menor será la temperatura del baño de fusión y menor la tasa de utilización del polvo.
(6) volumen de la pieza de trabajo
Con los mismos parámetros de revestimiento, cuanto mayor sea el diámetro (volumen) de la pieza, menor será la tasa de utilización del polvo. Esto se debe a que, a mayor volumen, la matriz absorbe más energía láser y la temperatura del baño de fusión no es lo suficientemente alta. Por lo tanto, para piezas de gran volumen, es necesario utilizar equipos de revestimiento de mayor potencia para mejorar la tasa de utilización del polvo.
(7) tamaño de partícula del polvo
El polvo de revestimiento láser de alta velocidad tiene un tiempo de interacción corto con la luz, por lo que es necesario seleccionar un polvo con un tamaño de partícula adecuado a la potencia del láser. El gran tamaño de las partículas impide que el polvo se funda en un tiempo limitado, lo que resulta en pérdidas por salpicadura de eyección.
Los siete factores principales mencionados anteriormente afectan la tasa de utilización del polvo de revestimiento láser de alta velocidad. Para mejorar la tasa de utilización del polvo y reducir el costo del proceso de revestimiento, es necesario seleccionar los parámetros técnicos del hardware y del proceso de revestimiento adecuados según las condiciones específicas del equipo y la pieza de trabajo.
Se enfatiza nuevamente que la tasa de utilización de polvo debe considerar la tasa de utilización de polvo de todo el proceso de procesamiento, en lugar de la tasa de utilización de polvo del proceso de revestimiento simple. La tasa de utilización de polvo del revestimiento láser convencional puede alcanzar el 100 %, pero la tasa de utilización de polvo integral suele ser inferior al 50 %.
Hora de publicación: 24 de agosto de 2022