Lazer Kaplama İlkesi ve Giriş

Kaplama işlemi: Lazer kaplama kabaca iki kategoriye ayrılabilir, lazer kaplama ve senkron lazer kaplama, önceden ayarlanmış lazer kaplama.

Önceden ayarlanmış lazer kaplama, kaplama malzemesini substrat yüzeyinin kaplama kısmına önceden yerleştirmek ve daha sonra taramak ve eritmek için lazer ışını ışınlamasını kullanmaktır. Kaplama malzemesi toz veya tel şeklinde ilave edilir ve toz şekli en yaygın olarak kullanılır.

Senkron lazer kaplama, kaplama işlemi sırasında nozuldan senkronize olarak erimiş havuza toz veya tel kaplama malzemeleri göndermektir. Kaplama malzemesi, toz veya tel şeklinde eklenir, aralarında toz formunun en yaygın olarak kullanılmasıdır.

Önceden ayarlanmış lazer kaplamanın ana işlemi: substrat kaplama yüzeyi ön muamelesi --- önceden ayarlanmış kaplama malzemesi --- ön ısıtma --- lazer kaplama --- Isı işlem sonrası.

Senkron lazer kaplamanın ana işlem akışı: substrat kaplama yüzeyi ön muamelesi --- ön ısıtma --- senkron lazer kaplama --- Isı işlem sonrası.

İşlem akışına göre, lazer kaplama ile ilgili işlemler esas olarak substrat yüzey ön işlem yöntemi, kaplama malzemesi besleme yöntemi, önceden ısıtma ve ısıl işlem sonrasıdır.

Lazer Çalışma Prensibi:

Lazer kaplama ekipmanı tam seti: lazer, soğutma ünitesi, toz besleme mekanizması, işleme tablosu vb.

Lazerlerin Seçimi: Ana Lazer Tipleri CO2 lazerleri, katı hal lazerleri, fiber lazerler, yarı iletken lazerler, vb.

İşlem parametreleri

Lazer kaplamanın işlem parametreleri esas olarak lazer gücü, nokta çapı, kaplama hızı, kusur miktar, toz besleme hızı, tarama hızı, önceden ısıtma sıcaklığı, vb. ve kaplama parçalarının kompaktlığı. Parametreler ayrıca çok karmaşık bir işlem olan birbirini etkiler ve bu parametreleri lazer kaplama işleminin izin verilen aralığında kontrol etmek için makul kontrol yöntemleri kullanılmalıdır.

Lazer kaplamasının 3 önemli işlem parametresi vardır

lazer gücü

Lazer gücü ne kadar büyük olursa, erimiş metal miktarı o kadar büyük olur ve gözeneklilik olasılığı o kadar artar. Lazer gücü arttıkça, kaplama tabakasının derinliği artar, çevresindeki sıvı metal şiddetli bir şekilde dalgalanır ve dinamik katılaşma kristalleşir, böylece gözenek sayısı yavaş yavaş azalır veya hatta ortadan kaldırılır ve çatlaklar da yavaş yavaş azalır. Kaplama tabakası derinliği sınır derinliğine ulaştığında, güç arttıkça, substratın yüzey sıcaklığı artar ve deformasyon ve çatlama fenomeni yoğunlaşır. Lazer gücü çok küçükse, sadece yüzey kaplaması erir ve substrat erimez. Şu anda, kaplama tabakası yüzeyinde lokal çatlama meydana gelir. Patlama, boşluklar vb., Yüzey kaplama amacına ulaşamamaktadır.

Nokta çapı

Lazer ışını genellikle daireseldir. Kaplama tabakası genişliği esas olarak lazer ışınının nokta çapına, nokta çapı artar ve kaplama tabakası daha genişler. Farklı nokta boyutları, kaplama tabakasının yüzeyindeki enerji dağılımında değişikliklere neden olur ve elde edilen kaplama tabakası morfolojisi ve mikroyapı özellikleri oldukça farklıdır. Genel olarak konuşursak, spot boyutu küçük olduğunda kaplama katmanının kalitesi daha iyidir ve spot boyutu arttıkça kaplama katmanının kalitesi azalır. Bununla birlikte, nokta çapı çok küçüktür, bu da büyük alanlı bir kaplama katmanı elde etmeye elverişli değildir. [3]

Kaplama hızı

Kaplama hızı V, Lazer Güç P'ye benzer bir etkiye sahiptir. Kaplama hızı çok yüksekse,alaşım tozuTamamen eritilemez ve yüksek kaliteli kaplamanın etkisi elde edilmez; Kaplama hızı çok düşükse, erimiş havuz çok uzun süre varsa, toz aşırı yanar, alaşım elemanları kaybolur ve matrisin ısı girişi büyüktür. deformasyon miktarını artıracaktır.

Lazer kaplama parametreleri, kaplama tabakasının makroskopik ve mikroskobik kalitesini bağımsız olarak etkilemez, ancak birbirini etkiler. Lazer gücü P, nokta çapı D ve kaplama hızı V'nin kapsamlı etkisini göstermek için, spesifik enerji ES kavramı önerilmektedir:

ES = P/(DV)

Yani birim alan başına ışınlama enerjisi ve lazer gibi faktörlergüç yoğunluğuve kaplama hızı birlikte düşünülebilir.

Spesifik enerjinin azaltılması, seyreltme oranını azaltmak için faydalıdır ve aynı zamanda kaplama tabakası kalınlığı ile belirli bir ilişkiye sahiptir. Sabit lazer gücü koşulunda, kaplama tabakası seyreltme hızı, nokta çapının artmasıyla azalır ve kaplama hızı ve nokta çapı sabit olduğunda, kaplama tabakası seyreltme hızı lazer ışını gücünün artmasıyla artar. Ek olarak, kaplama hızı arttıkça, substratın erime derinliği azalır ve substrat malzemesinden kaplama tabakasının seyreltme oranı azalır.

Çok geçişli lazer kaplamasında, üst üste binme oranı etkileyen ana faktördüryüzey pürüzlülüğükaplama tabakası. Örtüşme oranı arttığında, kaplama tabakasının yüzey pürüzlülüğü azalır, ancak üst üste binen parçanın tekdüzeliğinin garanti edilmesi zordur. Kaplama izleri arasındaki örtüşen alanın derinliği, kaplama pistlerinin merkezinin derinliğinden farklıdır, bu da tüm kaplama tabakasının tekdüzeliğini etkiler. Ayrıca, çok geçişli kaplamanın artık gerilme gerilimi üst üste bindirilecek, bu da yerel toplam stres değerini artıracak ve kaplama tabakasının çatlak hassasiyetini artıracak. Ön ısıtma ve temperleme, kaplama tabakasının çatlak eğilimini azaltabilir.