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激光熔覆技术和激光焊接技术,原理是一样么

激光熔覆技术和激光焊接技术,原理是一样么

熔覆工艺:激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类,即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。

预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束辐照扫描熔化,熔覆材料以粉、丝、板的形式加入,其中以粉末的形式最为常用。

同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入,有的也采用线材或板材进行同步送料。

预置式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。

同步式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。

按工艺流程,与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。

激光器工作原理:

激光熔覆成套设备组成:激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台等。

激光器的选用:应用广泛的有CO2激光器,固体激光器。

CO2激光器是应用最广、种类最多的一种激光器,在汽车工业、钢铁工业、造船工业、航空及宇航业、电机工业、机械工业、冶金工业、金属加工等领域广泛应用。约占全球工业激光器销售额40%,北美更高达70%。

1.功率高。CO2激光器是目前输出功率达到最高级区的激光器之一,其最大连续输出功率可达几十万瓦

2.效率高。光电转换率可达30%以上,比其它加工用激光器的效率高得多。

3.光束质量高。模式好,相干性好,线宽窄,工作稳定。

传统的固体激光器通常采用高功率气体放电灯泵浦,其泵浦效率约为3%到6%。泵浦灯发射出的大量能量转化为热能,不仅造成固体激光器需采用笨重的冷却系统,而且大量热能会造成工作物质不可消除的热透镜效应,使光束质量变差。加之泵浦灯的寿命约为400小时,操作人员需花很多时间频繁地换灯,中断系统工作,使自动化生产线的效率大大降低。与传统灯泵浦激光器比较,固体激光器(光纤激光器、碟片激光器、二极管激光器)具有以下优点:

(1) 转换效率高:由于半导体激光的发射波长与固体激光工作物质的吸收峰相吻合, 加之泵浦光模式可以很好地与激光振荡模式相匹配,从而光光转换效率很高,已达50%以上,整机效率也可以与二氧化碳激光器相当,比灯泵固体激光器高出一个量级,因而二极管泵浦激光器体积小、重量轻,结构紧凑。

(2) 性能可靠、寿命长:激光二极管的寿命大大长于闪光灯,达 15000小时,泵浦光的能量稳定性好,比闪光灯泵浦优一个数量级,性能可靠,为全固化器件,是至今为止唯一无需维护的激光器,尤其适用于大规模生产线。

(3) 输出光束质量好:由于二极管泵浦激光的高转换效率,减少了激光工作物质的热透镜效应, 大 大改善了激光器的输出光束质量,激光光束质量已接近极限。

(4)速度快、深度大、无变形、熔覆层无夹渣、熔池细腻无气孔。

(5)可以在室温或者特殊的条件下进行工作,比如激光经过磁场之后光束不会发生偏转吗,在真空情况下都能够进行使用,通过玻璃和透明的材料进行熔覆。

(6)可进行薄壁激光熔覆,基体无变形。

但如果熔覆的材料,包括粉末和母材,为高反射材料,则光纤激光器、二极管激光器由于其自身设计的特点,就显得不太适合了,而碟片激光器则比较适合焊接(包括熔覆)、切割反射率比较高的材料。

不一样,高速激光熔覆装备具有很高的智能性和系统性,整套装备所包含的5大部分(激光器、 送粉器、熔覆头、水冷机、运动系统)不是简单的组合,而是高度智能化的有机整体,根据实际工 作要求,各部分之间存在严格的逻辑关联和智能化保护措施,比如水冷机会根据激光器实际温度的 变化,自适应进行温度调节;保护气与送粉器也存在内在的逻辑关系,等等。系统化和智能化的设 计有效地减少操作者的操作失误,保护了整套设备的安全。

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高速激光器熔覆是中科中美的唯一业务,也是自主研发业务,中心送粉高速熔覆技术全球独家拥有。