레이저 클래딩 원리 및 소개

클래딩 공정 : 레이저 클래딩은 클래딩 재료의 공급 방법, 즉 사전 설정 레이저 클래딩 및 동기식 레이저 클래딩에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

사전 세트 레이저 클래딩은 클래딩 재료를 기판 표면의 클래딩 부분에 미리 배치 한 다음 레이저 빔 조사를 사용하여 스캔하고 용융하는 것입니다. 클래딩 재료는 분말 또는 와이어 형태로 첨가되며 분말의 형태가 가장 일반적으로 사용됩니다.

동기식 레이저 클래딩은 클래딩 공정 동안 노즐을 통해 분말 또는 와이어 클래딩 재료를 녹은 풀에 동기식으로 보내는 것입니다. 클래딩 재료는 분말 또는 와이어 형태로 첨가되며, 그 중 분말 형태가 가장 일반적으로 사용됩니다.

사전 설정 레이저 클래딩의 주요 과정은 : 기판 클래딩 표면 전처리 --- 사전 세트 클래딩 재료 --- 예열 --- 레이저 클래딩 --- 열처리 후입니다.

동기식 레이저 클래딩의 주요 공정 흐름은 : 기판 클래딩 표면 전처리 --- 예열 --- 동기식 레이저 클래딩 --- 열처리 후입니다.

공정 흐름에 따르면, 레이저 클래딩과 관련된 공정은 주로 기질 표면 전처리 방법, 클래딩 재료 공급 방법, 예열 및 열처리 후에이다.

레이저 작업 원리 :

레이저 클래딩 장비의 전체 ​​세트는 레이저, 냉각 장치, 분말 공급 메커니즘, 가공 테이블 등으로 구성됩니다.

레이저 선택 : 주류 레이저 유형은 CO2 레이저, 고형 상태 레이저, 섬유 레이저, 반도체 레이저 등과 같은 레이저 클래딩 공정을 지원합니다.

프로세스 매개 변수

레이저 클래딩의 공정 매개 변수에는 주로 레이저 파워, 스팟 직경, 클래딩 속도, 디프 포커스 양, 분말 공급 속도, 스캐닝 속도, 예열 온도 등이 포함됩니다. 클래딩 부품의 소형. 매개 변수는 또한 서로에게 영향을 미치며, 이는 매우 복잡한 프로세스이며, 합리적인 제어 방법을 사용하여 레이저 클래딩 프로세스의 허용 범위 내에서 이러한 매개 변수를 제어해야합니다.

레이저 클래딩에는 3 가지 중요한 프로세스 매개 변수가 있습니다

레이저 파워

레이저 전력이 클수록 용융 클래딩 금속의 양이 커지고 다공성의 확률이 커집니다. 레이저 전력이 증가함에 따라 클래딩 층의 깊이가 증가하고 주변 액체 금속이 폭력적으로 변동하고 동적 응고가 결정화되어 기공의 수가 점차 감소하거나 심지어 제거되며 균열도 점차 감소합니다. 클래딩 층 깊이가 한계 깊이에 도달하면 전력이 증가함에 따라 기판의 표면 온도가 상승하고 변형 및 균열 현상이 강화됩니다. 레이저 전력이 너무 작 으면 표면 코팅 만 녹아 기판이 녹지 않습니다. 현재, 클래딩 층 표면에서 국소 크래킹이 발생한다. 필링, 공극 등은 표면 클래딩의 목적을 달성하지 못합니다.

스팟 직경

레이저 빔은 일반적으로 원형입니다. 클래딩 층 너비는 주로 레이저 빔의 스팟 직경에 따라 달라지고, 스팟 직경이 증가하고, 클래딩 층이 더 넓어집니다. 다른 스팟 크기는 클래딩 층 표면의 에너지 분포의 변화를 일으키고, 얻은 클래딩 층 형태 및 미세 구조 특성은 상당히 다릅니다. 일반적으로 말하면, 클래딩 층의 품질은 스팟 크기가 작을 때 더 우수하며, 스팟 크기가 증가함에 따라 클래딩 층의 품질이 감소합니다. 그러나, 스팟 직경이 너무 작아서 큰 지역 클래딩 층을 얻는 데 도움이되지 않습니다. [3]

클래딩 속도

클래딩 속도 V는 레이저 파워 P와 유사한 영향을 미칩니다. 클래딩 속도가 너무 높으면,합금 분말완전히 녹을 수 없으며 고품질 클래딩의 효과는 달성되지 않습니다. 클래딩 속도가 너무 낮 으면 녹은 풀이 너무 오래 존재하고, 분말이 과도하게 굽이고, 합금 요소가 손실되고, 매트릭스의 열 입력이 큽니다. 변형의 양을 증가시킵니다.

레이저 클래딩 파라미터는 클래딩 층의 거시적 및 미세한 품질에 독립적으로 영향을 미치지 않지만 서로 영향을 미칩니다. 레이저 파워 P, 스팟 직경 D 및 클래딩 속도 V의 포괄적 인 효과를 설명하기 위해 특정 에너지 ES의 개념이 제안됩니다.

ES = P/(DV)

즉, 단위 면적당 조사 에너지 및 레이저와 같은 요인전력 밀도클래딩 속도는 함께 고려 될 수 있습니다.

특정 에너지의 감소는 희석 속도를 줄이는 데 유리하며 클래딩 층 두께와 특정 관계가 있습니다. 일정한 레이저 전력 조건 하에서, 클래딩 층 희석률은 스팟 직경의 증가에 따라 감소하고, 클래딩 속도 및 스팟 직경이 일정 할 때, 클래딩 층 희석 속도는 레이저 빔 파워의 증가에 따라 증가한다. 또한, 클래딩 속도가 증가함에 따라, 기판의 용융 깊이가 감소하고, 기판 재료로부터의 클래딩 층의 희석 속도가 감소한다.

멀티 패스 레이저 클래딩에서 오버랩 속도는 영향을 미치는 주요 요인입니다.표면 거칠기클래딩 층의. 오버랩 속도가 증가하면 클래딩 층의 표면 거칠기가 감소하지만 중첩 된 부분의 균일 성은 보장하기가 어렵습니다. 클래딩 트랙 사이의 겹치는 영역의 깊이는 클래딩 트랙의 중심 깊이와 다르며, 이는 전체 클래딩 층의 균일 성에 영향을 미칩니다. 또한, 다중 통과 클래딩의 잔류 인장 응력이 중첩되어 국소 총 응력 값을 증가시키고 클래딩 층의 균열 감도를 증가시킵니다. 예열 및 템퍼링은 클래딩 층의 균열 경향을 줄일 수 있습니다.