安徽芜湖激光熔覆设备

高速激光熔覆过程中影响加工的八大参数

　　1、激光功率：单位时间内激光器输出的能量。高速激光熔覆一般采用KW级激光器，如LT-3KW、LT-4KW等，市场应用广泛，能够满足大部分领域的需求。

　　2、光斑形状：光斑形状是影响熔覆质量的一个重要因素，光斑形状由激光器的光学系统决定。激光光束从送粉器射出后，经过扫描系统，再到基板上，在不同的位置形成不同的光斑。光斑形状直接影响着熔覆效果和成形质量。常见的光斑形状分为圆形和矩形两种，用户根据加工对象的特点选择使用。

　　3、光斑大小：光斑大小是指光束被扫描到基板表面的面积。激光熔覆过程中，激光能量聚集在熔覆层的中央，然后通过辐射向周围发散，光斑大小主要影响光功率密度，即单位面积的光能。相同功率条件下，光斑尺寸越小，光功率密度越大，高功率密度光斑适用于高包层。熔点金属粉末。

　　4、 加工距离：也叫搭接率，是指激光熔覆时，激光束从熔池中吸收热量所需的距离。激光熔覆过程中，光斑距离是影响熔覆质量的重要因素。在实际加工中，当光斑距离在3-5 mm范围内变化时，熔覆层质量良好，因此光斑距离一般控制在3-5 mm。

　　5、搭接率：搭接率是指熔覆金属粉末与基板的搭接率。搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的一个重要参数。熔覆材料与基板之间的搭接率越大，越容易获得粗糙度较低的熔覆层表面。

　　光斑直径增大时，激光束能量密度提高，熔池受热变宽，熔化速度加快，在基板上产生较多的小孔。

　　搭接率提高,熔覆层表面粗糙度降低。但搭接部分的均匀性很难得到。每道熔覆层之间相互搭接区域的深度与每道熔覆层正中的深度有所不同,从而影响了整个熔覆层。高速熔覆的搭接率高达70%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)。

　　6、熔覆速度：熔覆线速度和熔覆面积率都可以表示熔覆速度。实测中物力拓高速激光熔覆线速度为20m/min-50m/min，熔覆厚度为0.2-0.6mm时，熔覆效率为0.6-1.2平方米/小时。

　　7、送粉方式：高速激光熔覆中的送粉器是激光熔覆质量的关键。高速激光熔覆的送粉方式主要有环形送粉和中心送粉。中心送粉比环形送粉粉末利用率高，但设计难度大，需要用圆环围住横梁。送粉管一周。目前市场上有很多圆形送粉应用。

　　8、保护气体压力：高速激光熔覆过程中，基体与熔覆材料之间很容易氧化，熔覆材料中含有的氧化物，会导致基体材料表面发黑、发暗、变硬，严重影响了工件表面质量。为避免熔覆材料氧化，需对工件进行保护。高速激光熔覆可在保护气体下进行，一般采用氮气或氩气作为保护气体，主要用于送粉，在激光熔覆池周围形成保护区域，减少氧化。

激光熔覆技术在钢铁冶金行业的应用主要体现在表面修复和表面改性两个方面。钢铁冶金行业对耐蚀、耐磨、抗氧化、耐高温等性能要求较高，通常采用传统的补焊工艺对零件进行修复，但由于钢铁材料表面硬度较低，且存在一定程度的氧化和磨损，导致修复后的零件耐蚀性和耐磨性下降。激光熔覆技术可显著提高金属零件表面的耐蚀性能和耐磨性能，且不需要再进行复杂的处理。

　　1、耐磨钢件、高合金工具钢件的修复激光熔覆技术主要是在基体与涂层之间形成冶金结合，因此，激光熔覆技术对基体材料的要求较低;但激光熔覆涂层与基体之间为冶金结合，且涂层与基体之间的结合强度较低。因此，在选用激光熔覆涂层时应对基体材料的性能进行分析;

　　2、在钢件表面制备耐磨、防腐涂层激光熔覆技术在钢件表面制备耐磨、防腐涂层是近年来发展起来的一项新技术，其目的是使工件表面获得具有耐腐蚀和抗磨损性能的耐磨、防腐涂层。激光熔覆技术可以在钢件表面制备一层厚度约为30~100μm的熔覆层，与基体之间为冶金结合;

　　3、在钢件上制备抗氧化涂层激光熔覆技术是通过在钢件表面形成一层致密且具有很高抗氧化性能的耐磨、防腐涂层。激光熔覆技术主要分为热喷涂、热浸镀和等离子喷涂三种方法;

　　4、激光熔覆技术对钢件表面改性主要体现在：

　　①将激光熔覆层与钢件之间形成冶金结合;

　　②用激光熔覆层代替钢零件部分材料，在钢零件上形成具有特殊功能和性能的涂层。

激光熔覆修复技术是一种利用高能激光束对材料表面进行熔化和再凝固的过程。通过控制激光束的能量和形状，可以在材料表面形成一层具有特定性能的新材料。这层新材料与基材之间形成冶金结合，具有的机械性能和耐腐蚀性，能够有效修复闸门的磨损和损伤。

　　一、水电闸门激光熔覆修复原理

　　激光熔覆修复技术主要利用激光束的高能量密度，将熔覆材料迅速加热至熔化状态。同时，激光束与基材表面相互作用，产生强烈的热效应，使基材表面薄层也迅速熔化。熔化的熔覆材料和基材在激光束的作用下实现冶金结合，形成一层新的、具有性能的熔覆层。熔覆层能够恢复闸门的尺寸精度，提高表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性，从而延长闸门的使用寿命。

　　二、水电闸门激光熔覆修复步骤

　　1、表面处理：需要对闸门表面进行清理，去除油污、锈迹等杂质，确保表面干燥、清洁。然后，对表面进行预处理，如打磨、喷砂等，以提高表面粗糙度和增加熔覆层与基材的结合力。

　　2、熔覆材料选择：根据闸门的材质、工作环境和修复要求，选择合适的熔覆材料。熔覆材料应具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、高温性能等。

　　3、激光熔覆设备调试：根据闸门尺寸和形状，调整激光熔覆设备的参数，如激光功率、扫描速度、熔覆材料输送速度等，确保熔覆过程稳定、可靠。

　　4、激光熔覆修复：将熔覆材料放置在闸门表面，启动激光熔覆设备，使激光束按照预设的路径和速度在闸门表面进行扫描。在激光束的作用下，熔材料迅速熔化并与基材实现冶金结合，形成一层新的熔覆层。

　　5、后处理：熔覆完成后，对修复区域进行冷却、清理和打磨，去除多余的熔覆材料和表面不平整部分，使修复区域与周围表面平滑过渡。后，对修复区域进行质量检测，确保修复质量符合要求。

　　三、水电闸门激光熔覆修复优势

　　1、修复精度高：激光熔覆修复技术能够实现的修复，恢复闸门的尺寸精度和表面性能，提高闸门的工作效率和安全性。

　　2、修复速度快：激光熔覆修复过程快速、，可以在短时间内完成大面积的修复工作，缩短维修周期，降低维修成本。

　　3、修复质量稳定：激光熔覆修复技术能够实现冶金结合，形成的熔覆层与基材结合牢固，不易脱落或开裂，修复质量的稳定性。

　　4、修复效果好：激光熔覆修复技术可以恢复闸门的表面性能，如硬度、耐磨性和耐腐蚀性，提高闸门的使用寿命和可靠性。

　　总之，水电闸门激光熔覆修复技术是一种的修复方法，具有许多优点和广阔的应用前景。它的出现为水电闸门的维修和再制造提供了新的解决方案，也为水利工程领域的其他设备修复和再制造提供了有益的借鉴。随着技术的不断进步和应用范围的扩大，相信激光熔覆修复技术将在未来的水利工程中发挥更加重要的作用。