Principe de revêtement laser et introduction

Processus de revêtement: le revêtement laser peut être à peu près divisé en deux catégories selon la méthode d'approvisionnement des matériaux de revêtement, à savoir le revêtement laser prédéfini et le revêtement laser synchrone.

Le revêtement laser prédéfini est de placer le matériau de revêtement sur la partie de revêtement de la surface du substrat à l'avance, puis d'utiliser l'irradiation du faisceau laser pour scanner et fondre. Le matériau de revêtement est ajouté sous forme de poudre ou de fil, et la forme de poudre est la plus couramment utilisée.

Le revêtement laser synchrone consiste à envoyer des matériaux de revêtement en poudre ou en fil dans la piscine fondu de manière synchrone à travers la buse pendant le processus de revêtement. Le matériau de revêtement est ajouté sous forme de poudre ou de fil, parmi lequel la forme de poudre est la plus couramment utilisée.

Le principal processus de revêtement laser prédéfini est: le vaccin de substrat prétraitement de la surface --- matériau de revêtement prédéfini --- Préchauffage --- CADRAGE LASER --- POST TRATION.

Le principal flux de processus du revêtement laser synchrone est: le revêtement du substrat Prétraitement de surface --- Préchauffage --- Racas laser synchrone --- Traitement post-chaleur.

Selon le flux de processus, les processus liés au revêtement laser sont principalement la méthode de prétraitement de surface du substrat, la méthode d'alimentation du matériau de revêtement, le préchauffage et le traitement post-chaleur.

Principe de travail au laser:

L'ensemble complet de l'équipement de revêtement laser se compose: laser, unité de refroidissement, mécanisme d'alimentation en poudre, table de traitement, etc.

Sélection de lasers: les types de laser traditionnels prennent en charge le processus de revêtement laser, tels que les lasers CO2, les lasers à l'état solide, les lasers de fibres, les lasers semi-conducteurs, etc.

Paramètres de traitement

Les paramètres de processus du revêtement laser incluent principalement la puissance du laser, le diamètre du point, la vitesse de revêtement, la quantité de défocalisation, la vitesse d'alimentation en poudre, la vitesse de balayage, la température de préchauffage, etc. et compacité des pièces de revêtement. Les paramètres se affectent également, ce qui est un processus très compliqué, et des méthodes de contrôle raisonnables doivent être utilisées pour contrôler ces paramètres dans la plage admissible du processus de revêtement laser.

Le revêtement laser a 3 paramètres de processus importants

puissance laser

Plus la puissance laser est grande, plus la quantité de métal de revêtement fondu est grande et plus la probabilité de porosité est grande. À mesure que la puissance laser augmente, la profondeur de la couche de revêtement augmente, le métal liquide environnant fluctue violemment et la solidification dynamique se cristallise, de sorte que le nombre de pores est progressivement réduit ou même éliminé, et les fissures sont également progressivement réduites. Lorsque la profondeur de la couche de revêtement atteint la profondeur limite, à mesure que la puissance augmente, la température de surface du substrat augmente et le phénomène de déformation et de fissuration s'intensifie. Si la puissance du laser est trop petite, seule le revêtement de surface fond et que le substrat ne fonde pas. À l'heure actuelle, la fissuration locale se produit sur la surface de la couche de revêtement. Pilling, vides, etc., ne parviennent pas à atteindre le but du revêtement de surface.

Diamètre de la tache

Le faisceau laser est généralement circulaire. La largeur de la couche de revêtement dépend principalement du diamètre de la tache du faisceau laser, le diamètre de la tache augmente et la couche de revêtement s'élargit. Différentes tailles ponctuelles entraîneront des changements dans la distribution d'énergie à la surface de la couche de revêtement, et la morphologie de la couche de revêtement obtenue et les propriétés de microstructure sont très différentes. De manière générale, la qualité de la couche de revêtement est meilleure lorsque la taille du spot est petite et la qualité de la couche de revêtement diminue à mesure que la taille du spot augmente. Cependant, le diamètre du point est trop petit, ce qui n'est pas propice à l'obtention d'une couche de revêtement à grande région. [3]

Vitesse de revêtement

La vitesse de revêtement V a un effet similaire à la puissance laser P. Si la vitesse de revêtement est trop élevée,la poudre d'alliagene peut pas être complètement fondu et l'effet du revêtement de haute qualité n'est pas atteint; Si la vitesse de revêtement est trop basse, la piscine foncière existe trop longtemps, la poudre est sur-brûlée, les éléments d'alliage sont perdus et l'apport de chaleur de la matrice est grand. augmentera la quantité de déformation.

Les paramètres de revêtement laser n'affectent pas indépendamment la qualité macroscopique et microscopique de la couche de revêtement, mais s'influencent mutuellement. Afin d'illustrer l'effet complet de la puissance laser P, du diamètre du point D et de la vitesse de revêtement V, le concept d'énergie spécifique ES est proposé, à savoir:

Es = p / (dv)

C'est-à-dire l'énergie d'irradiation par zone unitaire et des facteurs tels que le laserdensité de puissanceet la vitesse de revêtement peut être considérée ensemble.

La réduction de l'énergie spécifique est bénéfique pour réduire le taux de dilution, et elle a également une certaine relation avec l'épaisseur de la couche de revêtement. Dans l'état de la puissance laser constante, le taux de dilution de la couche de revêtement diminue avec l'augmentation du diamètre de la tache, et lorsque la vitesse de revêtement et le diamètre de la tache sont constants, le taux de dilution de la couche de revêtement augmente avec l'augmentation de la puissance du faisceau laser. De plus, à mesure que la vitesse de revêtement augmente, la profondeur de fusion du substrat diminue et le taux de dilution de la couche de revêtement du matériau du substrat diminue.

Dans le revêtement laser multi-pass, le taux de chevauchement est le principal facteur affectantla rugosité de surfacede la couche de revêtement. Lorsque le taux de chevauchement augmente, la rugosité de surface de la couche de revêtement diminue, mais l'uniformité de la partie chevauchée est difficile à garantir. La profondeur de la zone de chevauchement entre les pistes de revêtement est différente de la profondeur du centre des pistes de revêtement, ce qui affecte l'uniformité de toute la couche de revêtement. De plus, la contrainte de traction résiduelle du revêtement multi-pass sera superposée, ce qui augmentera la valeur locale de contrainte totale et augmentera la sensibilité aux fissures de la couche de revêtement. Le préchauffage et la trempe peuvent réduire la tendance à la fissure de la couche de revêtement.