Lāzera apšuvuma princips un ievads

Aptveršanas process: Lāzera apšuvumu var aptuveni sadalīt divās kategorijās saskaņā ar apšuvuma materiālu piegādes metodi, proti, iepriekš iestatītu lāzera apšuvumu un sinhronu lāzera apšuvumu.

Iepriekš iestatītā lāzera apšuvums ir apšuvuma materiāla novietošana uz substrāta virsmas apšuvuma daļas iepriekš, un pēc tam skenēšanai un izkausēšanai jāizmanto lāzera staru apstarošana. Apšuvuma materiālu pievieno pulvera vai stieples formā, un visbiežāk tiek izmantots pulvera forma.

Sinhronā lāzera apšuvums ir pulvera vai stieples apšuvuma materiālu nosūtīšana izkausētajā baseinā sinhroni caur sprauslu apšuvuma procesa laikā. Apšuvuma materiālu pievieno pulvera vai stieples formā, starp kuriem visbiežāk tiek izmantots pulvera forma.

Galvenais iepriekš iestatītais lāzera apšuvuma process ir: substrāta apšuvuma virsmas priekšapstrāde --- Iepriekš iestatīts apšuvuma materiāls --- Uzkarsēšana --- lāzera apšuvums --- pēc termiskās apstrādes.

Galvenā sinhronās lāzera apšuvuma procesa plūsma ir: substrāta apšuvuma virsmas priekšapstrāde --- Priekšsildīšana --- sinhrona lāzera apšuvums --- pēc termiskās apstrādes.

Saskaņā ar procesa plūsmu procesi, kas saistīti ar lāzera apšuvumu, galvenokārt ir substrāta virsmas pirmapstrādes metode, apšuvuma materiāla barošanas metode, priekšsildīšana un pēc termiņa apstrādes.

Lāzera darba princips:

Pilns lāzera apšuvuma aprīkojuma komplekts sastāv no: lāzera, dzesēšanas vienības, pulvera barošanas mehānisma, apstrādes galda utt.

Lāzeru atlase: galvenie lāzeru tipi atbalsta lāzera apšuvuma procesu, piemēram, CO2 lāzerus, cietvielu lāzerus, šķiedru lāzerus, pusvadītāju lāzerus utt.

Procesa parametri

Lāzera apšuvuma procesa parametri galvenokārt ietver lāzera jaudu, plankuma diametru, apšuvuma ātrumu, defokusa daudzumu, pulvera barošanas ātrumu, skenēšanas ātrumu, uzkarsēšanas temperatūru utt un apšuvumu detaļu kompaktums. Parametri ietekmē arī viens otru, kas ir ļoti sarežģīts process, un, lai kontrolētu šos parametrus, ir jāizmanto saprātīgas vadības metodes lāzera apšuvuma procesa pieļaujamajā diapazonā.

Lāzera apšuvumam ir 3 svarīgi procesa parametri

lāzera spēks

Jo lielāka lāzera jauda, ​​jo lielāks izkusušā apšuvuma metāla daudzums un jo lielāka ir porainības varbūtība. Palielinoties lāzera jaudai, palielinās apšuvuma slāņa dziļums, apkārtējais šķidrais metāls vardarbīgi svārstās, un dinamiskā sacietēšana izkristalizējas, lai poru skaits tiktu pakāpeniski samazināts vai pat novērsts, un arī plaisas tiek pakāpeniski samazinātas. Kad apšuvuma slāņa dziļums sasniedz robežas dziļumu, palielinoties jaudai, paaugstinās substrāta virsmas temperatūra un pastiprinās deformācijas un plaisāšanas parādība. Ja lāzera jauda ir pārāk maza, tikai virsmas pārklājums kūst, un substrāts neizkūst. Šajā laikā uz apšuvuma slāņa virsmas notiek vietēja plaisāšana. Pilling, tukšumi utt., Neizdodas sasniegt virsmas apšuvuma mērķi.

Vietas diametrs

Lāzera stars parasti ir apļveida. Apšuvuma slāņa platums galvenokārt ir atkarīgs no lāzera stara vietas diametra, plankuma diametrs palielinās, un apšuvuma slānis kļūst platāks. Dažādi vietas lielumi izraisīs izmaiņas enerģijas sadalījumā uz apšuvuma slāņa virsmas, un iegūtā apšuvuma slāņa morfoloģija un mikrostruktūras īpašības ir diezgan atšķirīgas. Vispārīgi runājot, apšuvuma slāņa kvalitāte ir labāka, ja vietas lielums ir mazs, un apšuvuma slāņa kvalitāte samazinās, palielinoties plankuma lielumam. Tomēr vietas diametrs ir pārāk mazs, kas neveicina lielas apgabala apšuvuma slāni. [3]

Apšuvuma ātrums

Apšuvuma ātrumam V ir līdzīgs efekts kā lāzera jauda P. Ja apšuvuma ātrums ir pārāk liels,sakausējuma pulverisnevar pilnībā izkausēt, un augstas kvalitātes apšuvuma ietekme netiek sasniegta; Ja apšuvuma ātrums ir pārāk zems, izkausētais baseins pastāv pārāk ilgi, pulveris ir pārmērīgs, sakausējuma elementi tiek zaudēti, un matricas siltuma ieeja ir liela. palielinās deformācijas daudzumu.

Lāzera apšuvuma parametri patstāvīgi neietekmē apšuvuma slāņa makroskopisko un mikroskopisko kvalitāti, bet gan ietekmē viens otru. Lai ilustrētu lāzera jaudas P, plankuma diametra D un apšuvuma ātruma V visaptverošo efektu, tiek ierosināts īpašas enerģijas ES jēdziens, proti:

Es = p/(DV)

Tas ir, apstarošanas enerģija uz laukuma vienību un tādi faktori kā lāzersspēka blīvumsun apšuvuma ātrumu var uzskatīt kopā.

Īpašas enerģijas samazināšana ir labvēlīga, lai samazinātu atšķaidīšanas ātrumu, un tai ir arī noteiktas attiecības ar apšuvuma slāņa biezumu. Pastāvīgas lāzera jaudas apstākļos apšuvuma slāņa atšķaidīšanas ātrums samazinās, palielinoties plankuma diametram, un, ja apšuvuma ātrums un vietas diametrs ir nemainīgs, apšuvuma slāņa atšķaidīšanas ātrums palielinās, palielinoties lāzera staru kūļa jaudai. Turklāt, palielinoties apšuvuma ātrumam, substrāta kušanas dziļums samazinās, un apšuvuma slāņa atšķaidīšanas ātrums no pamatnes materiāla samazinās.

Vairāku caurlaides lāzera apšuvumā pārklāšanās ātrums ir galvenais faktors, kas ietekmēVirsmas raupjumsapšuvuma slānis. Ja palielinās pārklāšanās ātrums, apšuvuma slāņa virsmas raupjums samazinās, bet pārklājuma daļas vienveidību ir grūti garantēt. Pārklājošās zonas dziļums starp apšuvuma celiņiem atšķiras no apšuvuma celiņu centra dziļuma, kas ietekmē visa apšuvuma slāņa vienveidību. Turklāt tiks uzlikts vairāku caurlaides apšuvuma stiepes spriegums, kas palielinās vietējo kopējo stresa vērtību un palielinās apšuvuma slāņa plaisas jutīgumu. Pretuzsildīšana un rūdīšana var samazināt apšuvuma slāņa plaisas tendenci.