認(rèn)識(shí)激光增材工藝——激光熔覆

激光熔覆是激光增材加工的一種工藝，被熔覆的零件基體表面上再粘合一層選擇好的涂層材料，與基體成冶金結(jié)合的表面涂層，從而達(dá)到顯著改善基層表面的耐腐蝕、耐磨損、耐高溫、抗氧化及部分電氣特性的工藝方法。同時(shí)也對(duì)工件表面改性或修復(fù)的目的，是為了既滿(mǎn)足對(duì)材料表面特定性能的要求，又節(jié)約大量的貴重元素的不必要消耗。

當(dāng)前激光熔覆的使用情況，其主要應(yīng)用于幾個(gè)方面：對(duì)材料的表面改性，如軋輥、燃汽輪機(jī)葉片、軋輥、齒輪等，用以增加其使用性能；產(chǎn)品的表面修復(fù)，如轉(zhuǎn)子、鉆頭等，據(jù)統(tǒng)計(jì)其修復(fù)費(fèi)用不到重新投產(chǎn)的價(jià)值的20%，而且縮短了時(shí)間，解決了大型企業(yè)重大成套設(shè)備連續(xù)可靠運(yùn)行所必須解決的關(guān)鍵部件快速搶修難題。另外通過(guò)激光熔覆技術(shù)在模具的表面覆著一層超耐磨抗腐蝕合金，更大提高了零件的使用壽命。

目前應(yīng)用廣泛的激光熔覆材料主要有：鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化鎢復(fù)合材料等。其中，又以鎳基材料應(yīng)用最多，與鈷基材料相比，其價(jià)格便宜。與傳統(tǒng)的堆焊、 電鍍、噴涂和氣相沉積技術(shù)相比，激光熔覆技術(shù)具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1、冷卻速度快，快速凝固過(guò)程，使工件容易得到細(xì)結(jié)晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無(wú)法得到的非穩(wěn)態(tài)、非晶態(tài)等新相。

2、 涂層稀釋率低，與被加工件基體形成牢固的冶金結(jié)合或界面擴(kuò)散結(jié)合，通過(guò)對(duì)激光工藝功率、光斑大小及焦距等參數(shù)的調(diào)整，可以獲得良好的涂層，并且成分和稀釋度均可控。

3、 熱畸變較小，采用高功率密度快速熔覆時(shí)，變形可控制降低到零件的裝配公差內(nèi)，如果在熔覆之后，再經(jīng)過(guò)激光表面強(qiáng)化工藝的,去除內(nèi)部應(yīng)力后和降低脆性，那效果是最好的。

4、 粉末選擇幾乎沒(méi)有任何限制，可以按照工藝要求使用任意種類(lèi)配比的粉末材料，尤其是在低熔點(diǎn)金屬表面熔敷高熔點(diǎn)合金。

5、 能進(jìn)行選區(qū)熔覆，使得材料消耗減少，提高性能的經(jīng)濟(jì)性比。

6、激光光束可以對(duì)難以接近的區(qū)域進(jìn)行熔覆，主要保證光斑及粉末可以照射到該區(qū)域即可。

7、熔覆層的厚度范圍大，可以對(duì)同一部位進(jìn)行往復(fù)重復(fù)熔覆。

零件損壞在使用的過(guò)程中，特別是傳動(dòng)軸類(lèi)，被磨損的位置不定性太多了，在軸承位，在外露位置等，即使是常磨損或被腐蝕過(guò)的，也只是極少數(shù)產(chǎn)品之間的相同部位， 而且很多部位表面會(huì)可能是非圓直線(xiàn)，這就需要加工頭在一套熔覆動(dòng)作中需要根據(jù)要求以很多不同的姿態(tài)進(jìn)行工作，傳統(tǒng)直線(xiàn)傳動(dòng)機(jī)床很難實(shí)現(xiàn)的情況下，會(huì)使用上機(jī)器人，其機(jī)械手臂在很多動(dòng)作上可以模擬人的手臂進(jìn)行動(dòng)作，就可以滿(mǎn)足到此類(lèi)的非圓直線(xiàn)特征的零件熔覆了，而傳統(tǒng)的還是以車(chē)床，特別是數(shù)控車(chē)床作為熔覆時(shí)的運(yùn)動(dòng)載體比較多。

熔覆工藝，目前用得最多的是船舶行業(yè)，礦工機(jī)械設(shè)備等大型運(yùn)動(dòng)類(lèi)的關(guān)鍵零件生產(chǎn)或維修。在我國(guó)的沿海城市和陜西、山西、云南等礦工設(shè)備省份。達(dá)方制冷對(duì)此類(lèi)熔覆設(shè)備的配套，都是直接在設(shè)備廠(chǎng)居多，激光采用的都是多模光纖激光，每個(gè)零件的熔覆時(shí)間在幾個(gè)小時(shí)至幾天不等。所以對(duì)冷水機(jī)的制冷能力也是一種考驗(yàn)。