高速激光焊接頭熔覆和常規(guī)激光焊接頭熔覆的區(qū)別在哪里
近兩年來,高速激光焊接頭熔覆技術(shù)受到了中國激光頭工業(yè)和金屬表面處理行業(yè)的高度重視。深圳萬順興激光焊接頭作為代表企業(yè),高速激光焊接頭熔覆技術(shù)在中國發(fā)展迅速。根據(jù)國內(nèi)激光焊接頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,該企業(yè)已自主開發(fā)6年,先后引進(jìn)了一系列高速包層激光頭及2000W,4000W,6000W等成套設(shè)備。企業(yè)已完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),為中國高速激光焊接頭頭熔覆行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的設(shè)備和技術(shù)支持。
高速激光頭熔覆引起廣泛關(guān)注的原因是,與傳統(tǒng)激光頭熔覆相比,高速激光焊接頭熔覆具有加工效率高,加工精度高,后續(xù)加工成本低,工件熱輸入小,減少工藝等優(yōu)點(diǎn)。工件變形等兩者的詳細(xì)比較如下:
與傳統(tǒng)的激光焊接頭熔覆相比,高速激光焊接頭熔覆具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)線速度可達(dá)100 m / min,大大提高了包層效率。直徑70的合金鋼基體涂有馬氏體不銹鋼材料,涂層厚度為0.5mm,搭接接頭為70%,涂層效率可達(dá)1.2㎡/ h,整體加工效率為3-4傳統(tǒng)涂布時(shí)間的時(shí)間。
(2)包層平整,無需轉(zhuǎn)動(dòng)即可直接研磨拋光,大大節(jié)省了材料和加工成本。
(3)在特殊情況下,它可以是薄涂層包層(0.2mm-0.3mm)或中厚涂層包層(0.3-1.5),薄和厚,或多層包層。
(4)高速熔覆對工件的熱輸入小,工件熱變形小,可用于加工薄壁零件和小零件。
(5)稀釋率可以控制在< 3%。
(6)激光焊接頭功率密度高,可以覆蓋高熔點(diǎn)粉末材料。
(7)可以實(shí)現(xiàn)銅,鋁,鈦等有色金屬材料的表面強(qiáng)化(見下面的詳細(xì)分析)。
(8)高速熔覆已經(jīng)打破了傳統(tǒng)熔覆的許多應(yīng)用領(lǐng)域,應(yīng)用廣泛,是目前替代電鍍的唯一可行方法。
2.與傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆相交的高速激光頭熔覆的缺點(diǎn)是:
(1)目前,高速包層的粉末利用率約為70%,略低于傳統(tǒng)激光頭熔覆,需要通過技術(shù)手段進(jìn)一步改進(jìn)。
(2)高速激光焊接頭熔覆一般采用20-53um細(xì)球形粉末,以追求更高的表面質(zhì)量,從而節(jié)省材料,降低加工成本,而傳統(tǒng)的激光頭熔覆一般使用50-150um粗粉。細(xì)粉的成本略高于粗粉。
(3)高速激光焊接頭熔覆是一項(xiàng)新技術(shù),比傳統(tǒng)熔覆稍微復(fù)雜一些。
3.高速激光焊接頭熔覆與傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆之間的共同點(diǎn)是:
(1)包層材料很常見。傳統(tǒng)的激光焊接頭熔覆可用于包層材料,而高速激光焊接頭很截圖熔覆可用于包層;一些不能通過傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆熔化的材料,如高熔點(diǎn)材料,可以通過高速激光焊接頭熔覆熔化。
(2)所有這些都是冶金組合。然而,高速涂層的涂層效果類似于熱噴涂,并且表面是平坦的。傳統(tǒng)的包層波動(dòng)很大。
(3)通用工藝路線。傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆工藝調(diào)整的關(guān)鍵點(diǎn)也是高速激光頭熔覆工藝調(diào)整的關(guān)鍵。
(4)應(yīng)用領(lǐng)域是一致的。換句話說,高速激光頭熔覆可應(yīng)用于可應(yīng)用傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆的領(lǐng)域,而高速激光頭熔覆也可應(yīng)用于不能應(yīng)用傳統(tǒng)激光頭熔覆的領(lǐng)域。一般來說,傳統(tǒng)的激光焊接頭熔覆可以完成高速激光頭熔覆,也可以進(jìn)行傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆不能完成的高速激光頭熔覆。
4.為什么高速激光頭熔覆應(yīng)用于銅和鋁等有色金屬?
銅和鋁的表面強(qiáng)化一直是業(yè)界迫切的需求,但這個(gè)過程非常困難。目前,在非冶金組合的條件下,可采用噴涂和電鍍工藝。在冶金結(jié)合的情況下,YAG激光熔覆目前可用于傳統(tǒng)的激光焊接頭熔覆,但YAG工藝效率低。其他常規(guī)激發(fā),如二氧化碳,半導(dǎo)體,半導(dǎo)體光纖耦合等。
一些學(xué)校和企業(yè)對包層路線做了大量研究,但最終結(jié)果并不理想。主要原因是銅和鋁由于快速熱傳導(dǎo)而難以涂覆,并且基質(zhì)不易形成熔池。
中國,美國和美國將高速激光頭熔覆技術(shù)應(yīng)用于有色金屬的表面處理。從初步測試結(jié)果來看,高速激光頭熔覆可以完全解決該行業(yè)的問題。高速激光頭熔覆的功率密度比傳統(tǒng)激光焊接頭熔覆高5-10倍,一部分光直接作用于基板,從而在銅鋁基板上形成熔池,這是主要原因?yàn)槭裁锤咚偌す忸^熔覆可以實(shí)現(xiàn)銅鋁覆層。