激光熔覆技術(shù)

1、激光熔覆技術(shù)激光熔覆技術(shù)是指以不同填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇 涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固 后形成稀釋度極低并及基體材料成冶金結(jié)合表面涂層，從而顯著改善 基體材料表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電器特性等工藝方法。激光熔覆技術(shù)激光熔覆技術(shù)是一項(xiàng)新興零件加工于表面改型技術(shù)。具有較低稀釋 率、熱影響區(qū)小、及基面形成冶金結(jié)合、熔覆件扭曲變形比較小、過程易 于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。激光熔覆技術(shù)應(yīng)用到表面處理上,可以極大提高零 件表面硬度、耐磨性、耐腐蝕、耐疲勞等機(jī)械性能,可以極大提高材料使 用壽命。同時(shí)，還可以用于廢品件處理,大量節(jié)約加工成本。激光溶覆應(yīng)用 到快速制造

2、金屬零件,所需設(shè)備少,可以減少工件制造工序,節(jié)約成本,提 高零件質(zhì)量，廣泛應(yīng)用于航空、軍事、石油、化工、醫(yī)療器械等各個(gè)方面。激光熔覆是一個(gè)復(fù)雜物理、化學(xué)冶金過程，熔覆過程中參數(shù)對(duì)熔覆件 質(zhì)量有很大影響。激光熔覆中過程參數(shù)主要有激光功率、光斑直徑、離焦 量、送粉速度、掃描速度、熔池溫度等，他們對(duì)熔覆層稀釋率、裂紋、表 面粗糙度以及熔覆零件致密性都有著很大影響。同時(shí)，各參數(shù)之間也相互 影響,是一個(gè)非常復(fù)雜過程。必須采用合適控制方法將各種影響因素控制 在溶覆工藝允許范圍內(nèi)。隨著控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，激光熔覆技術(shù)越來越向智能化、 自動(dòng)化方向前進(jìn)。國(guó)外在這方面做比較好。從直線和旋轉(zhuǎn)一維激光熔覆,

3、經(jīng)過x和y兩個(gè)方向同時(shí)運(yùn)動(dòng)二維熔覆，到上世紀(jì)90年代初開始向三維同 時(shí)運(yùn)動(dòng)熔覆構(gòu)造金屬零件發(fā)展。如今，已經(jīng)把激光器、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控激光 加工機(jī)、外光路系統(tǒng)、自動(dòng)化可調(diào)合金粉末輸送系統(tǒng)（也可送絲）、專用 cad/cam軟件和全過程參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng),集成構(gòu)筑了閉環(huán)控制系統(tǒng),直接制造 出金屬零件。標(biāo)志著激光熔覆技術(shù)發(fā)展登上了新臺(tái)階。各國(guó)在激光控制方 面研究新成果往往都以專利形式進(jìn)行保護(hù)，如高質(zhì)量同軸送粉熔覆系統(tǒng) 以及閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)等。國(guó)內(nèi)西北工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、 上海交通大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院等單位在激光熔覆過程控制方面做了許多研 究工作，國(guó)內(nèi)還有許多單位正在積極開展這方面研究工作。清華大學(xué)機(jī)械

4、 系激光加工研究中心己研制出適合于直接制造金屬零件各種規(guī)格同軸送 粉噴嘴和自動(dòng)送粉器，已申請(qǐng)相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。中科院已經(jīng)開發(fā)出集成 化激光智能加工系統(tǒng)。但相對(duì)國(guó)外研究和開發(fā)水平，國(guó)內(nèi)在控制方面研究 還處在起步階段,控制措施和手段還不完善。對(duì)激光熔覆融池溫度閉環(huán)控 制鮮有報(bào)道,對(duì)熔覆質(zhì)量閉環(huán)控制系統(tǒng)研究并不充分。激光雕刻加工是利用數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介。加工材 料在激光照射下瞬間熔化和氣化物理變性，達(dá)到加工目。激光加工特 點(diǎn)：及材料表面沒有接觸，不受機(jī)械運(yùn)動(dòng)影響，表面不會(huì)變形，一般 無需固定。不受材料彈性、柔韌影響，方便對(duì)軟質(zhì)材料。加工精度高， 速度快，應(yīng)用領(lǐng)域廣范。激光雕刻分為激光切割

5、、激光雕刻、激光打標(biāo)、玻璃（水晶）內(nèi)雕 等兒種常見方式.激光雕刻工藝是通過激光雕刻機(jī)，激光打標(biāo)機(jī)，激光切割機(jī)等設(shè)備 來實(shí)現(xiàn).激光雕刻廣泛應(yīng)用于廣告加工、禮品加工、包裝雕版、皮革加工、 布料打樣、印章雕刻、產(chǎn)品標(biāo)刻、印章雕刻等諸多行業(yè)。激光雕刻常見材質(zhì)：1,非金屬材料加工（co2激光）：有機(jī)玻璃、 木材、皮革、布料、塑料、印刷用膠皮版、雙色板、玻璃、合成水晶、牛角、紙板、密度板、大理石、玉石等2、金屬材料加工（yag激光）常見金屬材料。雕刻原理：使用激光雕刻和切割，過程非常簡(jiǎn)單，如同使用電腦和打 印機(jī)在紙張上打印。您可以在win98/win2000/winxp環(huán)境下利用多種圖形 處理軟件，如coreldraw等進(jìn)行設(shè)計(jì)，掃描圖形，矢量化圖文及多種cad 文件都可輕松地“打印”到雕刻機(jī)中。唯一不同之處是，打印將墨粉涂到 紙張上，而激光雕刻是將激光射到木制品、亞克粒、塑料板、金屬板、石 材等幾乎所有材料之上。激光加工優(yōu)點(diǎn)1、范圍廣泛：二氧化碳激光幾乎可對(duì)任何非金屬材料進(jìn)行雕刻切 割。并且價(jià)格低廉！2、安全可靠：采用非接觸式加工，不會(huì)對(duì)材料造成機(jī)械擠壓或機(jī) 械應(yīng)力。沒有“刀痕”，不傷害加工件表面；不會(huì)使材料變形；3、精確細(xì)致：加工精度可達(dá)到0.02mm；4、節(jié)約環(huán)保：光束和光斑直徑小，一般小于0.5mm；切割加工節(jié) 省