고속 레이저 클래딩 파우더의 활용률과 관련된 요소는 무엇입니까?
고속 레이저 클래딩 기술이 크게 향상되었습니다. 처리효율을 높이고 처리비용을 절감하려는 노력은 끝이 없습니다. 가공 비용을 지속적으로 줄이는 방법은 여전히 고속 레이저 클래딩 연구의 중요한 내용입니다.
레이저 클래딩 전체 비용의 80~90%를 파우더 비용이 차지하므로, 파우더 활용률을 높이는 것은 고속 레이저 클래딩에서 해결해야 할 중요한 기술적 과제이다. 따라서 고속 레이저 클래딩의 분말 활용률과 관련된 요인이 무엇인지 알아내야 한다. 이러한 요소를 하나씩 논의하고 고속 레이저 클래딩의 분말 활용률을 향상시키는 방법에 대해 논의하겠습니다.
(1) 용융 풀의 스팟 크기
고속 레이저 클래딩 분말의 활용률에 영향을 미치는 주요 요인은 용융 풀의 스폿 크기, 즉 기판 표면에 떨어지는 레이저의 스폿 크기입니다. 레이저 출력에 따라 고속 레이저 클래딩 풀의 지점을 1mm에서 5mm 사이에서 선택할 수 있습니다. 실제 작업에서는 장비의 레이저 출력에 따라 적절한 크기의 용접 풀 지점을 선택해야 합니다.
용융 풀의 지점이 너무 작고 분말 활용률이 낮습니다. 용융 풀의 지점이 너무 커서 코팅 표면의 평탄도가 감소합니다. 용융 풀의 스팟을 늘리면 분말의 활용률을 향상시킬 수 있지만, 용융 풀의 스팟이 너무 크면 코팅의 평탄도가 떨어지므로 후속 연삭 및 연마 공정에서도 분말 낭비가 발생합니다. 고속 레이저 클래딩의 경우에도 분말의 활용률은 클래딩 공정에서만 고려할 수 있는 것이 아니라 클래딩 공정 전반에 걸쳐 연삭 및 연마 후의 분말의 종합적인 활용률을 고려할 수 있습니다.
(2) 클래딩 헤드의 분말 배출구 직경
클래딩 헤드의 분말 출구 구멍의 직경은 분말 흐름의 두께를 결정합니다. 조리개가 작을수록 분말 흐름이 더 미세해지며, 분말 흐름이 미세할수록 분말 흐름의 분산이 더 빨라집니다. 실제 작업에서는 클래딩 높이와 용융 풀의 스폿 크기에 따라 파우더 출구 구멍의 적절한 직경을 선택하여 기판 표면의 파우더 스폿 직경이 스폿보다 작도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 용융 풀의 스팟 크기를 초과하는 분말이 손실되고 낭비됩니다.
(3) 레이저 출력
레이저 출력은 용융 풀 지점으로 떨어지는 분말이 완전히 녹을 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 분말 공급량 및 기타 매개변수가 일정할 때 레이저 출력이 높을수록 분말 활용률이 높아집니다.
(4) 분말 공급 크기
장비의 레이저 출력이 결정되면 분말 공급량이 적을수록 분말 활용률이 높아집니다. 그러나 분말 공급량을 줄이면 클래딩 효율에 영향을 미칩니다. 클래딩 효율을 고려하지 않는다면 분체 투입량을 조절하면 분체 이용률을 100%에 도달할 수 있으나 이는 의미가 없다.
(5) 클래딩 선형 속도
고속 레이저 클래딩의 선속도는 일반 레이저 클래딩의 몇 배 또는 수십 배입니다. 기판 또는 클래딩 헤드 사이의 상대 이동 속도가 크면 기판 표면의 분말 입자의 운동 에너지가 크기 때문에 분말 방출이 크고 분말 이용률이 감소합니다. 또한 레이저 출력이 결정되면 클래딩 헤드와 기판 사이의 상대 이동 속도가 높을수록 용융 풀의 온도가 낮아지고 분말 활용률이 낮아집니다.
(6) 공작물량
동일한 클래딩 매개변수를 사용하면 공작물의 직경(부피)이 클수록 분말 활용률이 낮아집니다. 이는 부피가 크면 레이저 에너지가 매트릭스에 더 많이 흡수되고 용융 풀의 온도가 충분히 높지 않기 때문입니다. 따라서 대용량 공작물의 경우 분말 활용률을 향상시키기 위해 더 높은 출력의 클래딩 장비를 사용할 필요가 있습니다.
(7) 분말 입자 크기
고속 레이저 클래딩 분말은 빛과의 상호작용 시간이 짧기 때문에 레이저 출력의 크기에 따라 적절한 입자 크기의 분말을 선택해야 합니다. 큰 분말 입자로 인해 제한된 시간 내에 분말이 녹지 않아 분출 비말 손실이 발생합니다.
이상은 고속 레이저 클래딩 분말의 활용률에 영향을 미치는 7가지 주요 요소입니다. 분말의 활용률을 높이고 클래딩 가공 처리 비용을 줄이려면 장비 및 클래딩 작업물의 특정 조건에 따라 적절한 하드웨어 기술 매개변수와 클래딩 처리 매개변수를 선택해야 합니다.
여기서도, 분말 활용률은 단순 클래딩 공정의 분말 활용률보다는 가공 공정 전체의 분말 활용률을 고려해야 함을 다시 한 번 강조한다. 일반 레이저 클래딩의 분말 활용률은 100%에 도달할 수 있지만 종합적인 분말 활용률은 50% 미만인 경우가 많습니다.
게시 시간: 2022년 8월 24일