Princípio e introdução de revestimento a laser

Processo de revestimento: o revestimento do laser pode ser dividido aproximadamente em duas categorias de acordo com o método de fornecimento de materiais de revestimento, a saber, predefinir revestimento a laser e revestimento síncrono a laser.

O revestimento do laser predefinido é colocar o material de revestimento na parte de revestimento da superfície do substrato com antecedência e, em seguida, usar a irradiação do feixe de laser para escanear e derreter. O material de revestimento é adicionado na forma de pó ou fio, e a forma de pó é a mais comumente usada.

O revestimento laser síncrono é enviar materiais de revestimento em pó ou arame para o pool fundido de forma síncrona através do bico durante o processo de revestimento. O material de revestimento é adicionado na forma de pó ou fio, entre os quais a forma de pó é a mais comumente usada.

O principal processo de revestimento predefinido a laser é: pré-tratamento da superfície de revestimento do substrato --- Material de revestimento predefinido --- pré-aquecimento --- revestimento a laser --- Post Treatment.

O principal fluxo do processo de revestimento síncrono a laser é: pré-tratamento da superfície de revestimento do substrato-pré-aquecimento --- revestimento síncrono a laser --- Post Treatment.

De acordo com o fluxo do processo, os processos relacionados ao revestimento a laser são principalmente o método de pré -tratamento da superfície do substrato, o método de alimentação do material de revestimento, pré -aquecimento e tratamento térmico pós.

Princípio de trabalho a laser:

O conjunto completo de equipamentos de revestimento a laser consiste em: laser, unidade de resfriamento, mecanismo de alimentação em pó, mesa de processamento, etc.

Seleção de lasers: os tipos de laser convencionais suportam o processo de revestimento a laser, como lasers de CO2, lasers de estado sólido, lasers de fibra, lasers de semicondutores, etc.

Parâmetros de processo

Os parâmetros do processo do revestimento a laser incluem principalmente energia a laser, diâmetro do ponto, velocidade de revestimento, quantidade de desfocagem, velocidade de alimentação em pó, velocidade de varredura, temperatura de pré -aquecimento, etc. Esses parâmetros têm uma grande influência na taxa de diluição da camada de revestimento, rachaduras, rugosidade da superfície e compactação de peças de revestimento. Os parâmetros também se afetam, que é um processo muito complicado, e os métodos de controle razoáveis ​​devem ser usados ​​para controlar esses parâmetros dentro da faixa permitida do processo de revestimento a laser.

O revestimento a laser possui 3 parâmetros importantes de processo

Power a laser

Quanto maior a potência do laser, maior a quantidade de metal de revestimento derretido e maior a probabilidade de porosidade. À medida que a potência do laser aumenta, a profundidade da camada de revestimento aumenta, o metal líquido circundante flutua violentamente e a solidificação dinâmica cristaliza, de modo que o número de poros é gradualmente reduzido ou até eliminado e as rachaduras também são gradualmente reduzidas. Quando a profundidade da camada de revestimento atinge a profundidade do limite, à medida que a potência aumenta, a temperatura da superfície do substrato aumenta e a deformação e o fenômeno de rachadura se intensificam. Se a energia do laser for muito pequena, apenas o revestimento da superfície derrete e o substrato não derrete. Neste momento, ocorre rachaduras locais na superfície da camada de revestimento. Pilling, vazios, etc., não conseguem alcançar o objetivo do revestimento da superfície.

Diâmetro do ponto

O feixe de laser é geralmente circular. A largura da camada de revestimento depende principalmente do diâmetro do ponto do feixe do laser, o diâmetro do ponto aumenta e a camada de revestimento se torna mais larga. Diferentes tamanhos de ponto causarão alterações na distribuição de energia na superfície da camada de revestimento, e a morfologia da camada de revestimento obtida e as propriedades da microestrutura são bastante diferentes. De um modo geral, a qualidade da camada de revestimento é melhor quando o tamanho do ponto é pequeno e a qualidade da camada de revestimento diminui à medida que o tamanho do ponto aumenta. No entanto, o diâmetro do ponto é muito pequeno, o que não é propício à obtenção de uma camada de revestimento de grandes áreas. [3]

Velocidade de revestimento

A velocidade de revestimento v tem um efeito semelhante ao poder do laser P. se a velocidade de revestimento for muito alta,o pó de liganão pode ser completamente derretido e o efeito do revestimento de alta qualidade não é alcançado; Se a velocidade de revestimento estiver muito baixa, a piscina derretida existirá por muito tempo, o pó é super queimado, os elementos da liga são perdidos e a entrada de calor da matriz é grande. aumentará a quantidade de deformação.

Os parâmetros de revestimento a laser não afetam independentemente a qualidade macroscópica e microscópica da camada de revestimento, mas se influenciam. Para ilustrar o efeito abrangente da potência a laser P, o diâmetro do ponto D e a velocidade de revestimento V, o conceito de energia específica é proposto, a saber:

Es = p/(dv)

Isto é, a energia de irradiação por unidade de área e fatores como laserdensidade de potênciae a velocidade de revestimento pode ser considerada em conjunto.

A redução de energia específica é benéfica para reduzir a taxa de diluição e também tem uma certa relação com a espessura da camada de revestimento. Sob a condição de potência constante do laser, a taxa de diluição da camada de revestimento diminui com o aumento do diâmetro do ponto e, quando a velocidade de revestimento e o diâmetro do ponto são constantes, a taxa de diluição da camada de revestimento aumenta com o aumento da potência do feixe de laser. Além disso, à medida que a velocidade de revestimento aumenta, a profundidade de fusão do substrato diminui e a taxa de diluição da camada de revestimento do material do substrato diminui.

No revestimento a laser de várias passas, a taxa de sobreposição é o principal fator que afetaa rugosidade da superfícieda camada de revestimento. Quando a taxa de sobreposição aumenta, a rugosidade da superfície da camada de revestimento diminui, mas a uniformidade da parte sobreposta é difícil de ser garantida. A profundidade da área de sobreposição entre as faixas de revestimento é diferente da profundidade do centro das faixas de revestimento, o que afeta a uniformidade de toda a camada de revestimento. Além disso, o estresse residual de tração do revestimento de várias passagens será sobreposto, o que aumentará o valor total do estresse local e aumentará a sensibilidade à trinca da camada de revestimento. O pré -aquecimento e a temperatura podem reduzir a tendência de trincas da camada de revestimento.