Proses pelapisan laser berkelajuan tinggi telah sangat diiktiraf oleh pasaran, dan pelapisan laser berkelajuan tinggi dan bukannya pelapisan laser biasa akan menjadi trend yang tidak dapat dielakkan dalam pembangunan teknologi industri. Walau bagaimanapun, pelapisan laser adalah proses yang rumit. Berdasarkan pengalaman bertahun-tahun, Guosheng Laser meringkaskan mata pengetahuan proses pelapisan laser berkelajuan tinggi dan sebab-sebab pelbagai masalah proses seperti berikut, dengan harapan dapat membantu majoriti rakan industri.
Cara pelapisan laser berkelajuan tinggi berfungsi
Pelapisan laser berkelajuan tinggi menggunakan pancaran laser tenaga tinggi untuk mencairkan aliran serbuk logam di udara, dan juga mencairkan matriks untuk membentuk kolam lebur. Selepas serbuk lebur digabungkan dengan matriks lebur, ia disejukkan dengan cepat untuk membentuk salutan terikat metalurgi.
Parameter utama proses pelapisan laser berkelajuan tinggi dan pengaruhnya terhadap kesan pelapisan
1. Kuasa laser
Kuasa secara langsung mempengaruhi jumlah serbuk yang boleh dicairkan setiap unit masa dan menjejaskan kecekapan pelapisan. Apabila parameter kerja lain ditentukan, kuasa adalah terlalu kecil, yang boleh menyebabkan peleburan serbuk yang tidak lengkap, pitting selepas pengisaran, daya ikatan yang tidak mencukupi, dan kekerasan salutan yang rendah. Kuasa terlalu besar, adalah mungkin untuk mencairkan fius, mengakibatkan kedutan serong pada permukaan.
2. Jumlah penyusuan serbuk
Selepas aliran serbuk bertemu laser, ia menyerap tenaga laser. Lebih besar jumlah serbuk, lebih banyak tenaga laser diserap. Apabila jumlah serbuk terlalu besar, tenaga laser akan tidak mencukupi, salutan tidak akan cair melalui , dan pitting akan muncul selepas mengisar dan menggilap. Matriks tidak akan cair, dan salutan dan matriks tidak akan terikat secara metalurgi, membawa kepada masalah pengelupasan salutan. Jumlah serbuk adalah besar dan kadar penggunaan serbuk adalah rendah. Isipadu serbuk adalah kecil dan kadar penggunaan serbuk adalah tinggi .
3. Kelajuan talian
Lebih besar kelajuan linear, lebih nipis pelapisan, dan lebih kecil kelajuan linear, lebih tebal pelapisan.Jika kelajuan linear terlalu tinggi, substrat tidak boleh membentuk kolam lebur, salutan dan substrat tidak boleh diikat dengan baik secara metalurgi, saluran cair menyejuk perlahan-lahan, ekor merah terlalu panjang, dan pengelupasan berlaku. Kelajuan linear kecil boleh meningkatkan kekerasan salutan dan penggunaan serbuk.
4. Langkah demi langkah
Lebih kecil langkah, lebih besar kadar pertindihan dan lebih halus permukaan salutan. Semakin besar langkah, semakin kecil nisbah pertindihan dan lebih jelas jalur salutan. Langkah itu mempengaruhi kadar pencairan. Apabila langkah kecil, tenaga laser yang disinari pada substrat adalah kecil dan kadar pencairan adalah rendah. Apabila langkahnya besar, lebih banyak tenaga laser disinari pada substrat dan kadar pencairan adalah tinggi.
5. Isipadu bekalan udara
Gas mempunyai dua fungsi, satu adalah untuk mengangkut serbuk, dan satu lagi adalah untuk melindungi salutan suhu tinggi dan mencegah pengoksidaan. Jika jumlah udara makan serbuk terlalu kecil, ia adalah mudah untuk menyekat serbuk. Bekalan serbuk isipadu udara terlalu besar, kelajuan serbuk terlalu cepat, lentingan besar, dan kadar penggunaan serbuk adalah rendah. Secara amnya, argon melindungi salutan lebih baik daripada nitrogen dan menghasilkan kualiti salutan yang lebih tinggi.
6. Ketinggian muncung
Jika muncung terlalu tinggi, serbuk akan merebak dan kadar penggunaan serbuk akan menjadi rendah. Jika ia terlalu rendah, serbuk akan mudah melekat pada muncung semasa proses pelapisan.
Analisis masalah dan punca biasa semasa proses pelapisan laser berkelajuan tinggi
1. Mengupas
Ini kerana matriks tidak membentuk kolam lebur dan tiada ikatan metalurgi antara serbuk dan matriks. Sebab yang mungkin termasuk: kuasa terlalu rendah, jumlah serbuk terlalu besar, kelajuan linear terlalu cepat, kesan minyak atau lapisan penyaduran elektrik pada permukaan bahan kerja, dsb.
2. Retak
Sebab-sebab keretakan dalam salutan termasuk: kekerasan substrat terlalu tinggi (pelindapkejutan, pengkarburan/nitrogen); substrat mempunyai lapisan keletihan; kekerasan serbuk terlalu tinggi, dll. Serbuk berasaskan nikel mudah retak; keretakan juga mungkin berlaku semasa pelapisan pelbagai lapisan serbuk dengan kekerasan yang tinggi.
3. Liang roma
Sebab-sebab berlakunya liang dalam salutan termasuk: karat dan kotoran minyak pada substrat, kekotoran dalam serbuk, aliran serbuk yang tidak stabil, jumlah serbuk yang berlebihan, kuasa yang tidak mencukupi, atau kelajuan linear yang berlebihan, dsb.
4. Terdapat banyak serbuk terapung dan salutan tidak mempunyai kilauan logam.
Sebab yang mungkin termasuk: terlalu banyak serbuk; kuasa terlalu sedikit; kelajuan linear terlalu cepat; ketinggian muncung terlalu tinggi; tempat laser terlalu kecil; pencemaran kanta, dsb.
5. Lubang muncul selepas mengisar dan menggilap
Sebab yang mungkin termasuk: kuasa tidak mencukupi; serbuk terlalu banyak; kelajuan linear terlalu cepat, dsb.
6. Kedutan serong muncul dalam salutan
Sebab yang mungkin termasuk: kuasa berlebihan; suhu kolam cair yang berlebihan; pencairan serbuk yang berlebihan.
7. serbuk melekit muncung
Sebab yang mungkin adalah: pelepasan serbuk terlalu tinggi; suhu kepala tembaga terlalu tinggi; jarak kerja muncung terlalu rendah, dan permukaan muncung terlalu kasar atau tercemar (menggilap disyorkan).Kepala pelapis diletakkan di luar tengah untuk membantu mengurangkan serbuk melekat.
8. Serbuk penyekat
Sebab yang mungkin termasuk: serbuk melekit tidak dikeluarkan dalam masa; serbuk mempunyai kecairan yang lemah; serbuk mempunyai kekotoran atau serbuk lembap (ia perlu dibakar), dsb. Apabila memberi serbuk dari pelbagai saluran, pemberian serbuk yang tidak sekata dari setiap saluran adalah punca penting penyumbatan serbuk.
9. Terdapat bunyi mendesis semasa pelapisan
Sebab yang mungkin termasuk: serbuk tercemar; serbuk itu lembap; matriks tidak bersih, dsb. Ketumpatan kuasa yang berlebihan juga akan menyebabkan logam kolam cair menguap dan menghasilkan bunyi pelapisan. Masalah ini akan menjejaskan rintangan kakisan salutan.
10. Percikan pelapis berterbangan
Sebab yang mungkin termasuk: kelajuan linear yang berlebihan; ketumpatan kuasa yang berlebihan; ketidakpadanan antara kuasa dan isipadu serbuk; aliran udara yang berlebihan, dsb.
11. Aliran serbuk yang tidak stabil, mengakibatkan salutan tidak sekata
Sebab-sebab aliran serbuk tidak stabil termasuk: haus pengikis besar; saluran makan serbuk disekat; aliran udara terlalu kecil; pengedap yang lemah pada cincin pengedap pengumpan serbuk atau paip penyuapan serbuk yang rosak, dsb., mengakibatkan kebocoran udara.
12. Penurunan kecekapan pelapisan (ketebalan lapisan nipis)
Sebab yang mungkin: pencemaran cermin pelindung; memakai pengikis; jarak kerja yang tidak sesuai; pengisaran lubang keluar serbuk dan penebalan aliran serbuk; pengurangan kuasa laser, dsb.