激光熔覆修复技术,是利用激光高功率密度光束,由激光加工系统在数控控制下,在基体表面指定部位形成一层很薄的微熔层,同时以预置或同步的方式添加特定成分的自熔合金粉,如镍基、钴基和铁基合金等,使它们以熔融状态均匀地铺展在零件表层并达到预定厚度,与微熔的基体金属材料形成良好的冶金结合,并且相互间只有很小的稀释度,在随后的快速凝固过程中,在零件表面形成与基体完全不同的,具有预定特殊性能的功能熔覆材料层,从而可以完全改变材料表面性能,可以使价廉的材料表面获得极高的耐磨性、耐蚀、耐高温等性能。该工艺可以修复材料表面的孔洞和裂纹,可以恢复已磨损零件的几何尺寸和性能。
激光熔覆(修复)的特点:
1.冷却速度快(高达106℃/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等;
2.涂层稀释率小于5%,与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,获得涂层成分和稀释度可控的良好熔覆层;
3.采用高功率密度快速熔覆,热输入、热影响区和畸变较小,可降低到零件的装配公差内;
4.粉末选择几乎没有任何限制,可以在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;
5.熔覆层的厚度及硬度范围大,可以熔覆厚度20毫米以内,18-60HRC硬度范围熔覆层 ;
7.工艺过程采用数控控制,光束瞄准可以使难以接近的区域熔覆,自动化操作,方便、灵活,可控性强。
用激光来金属修复的工艺
1、速度快。深度大、变形小;
2、能在室温或特殊条件下进行激光焊接,焊接设备装置简单。例如激光通过电磁场,光束不会偏移;激光束在真空、空气及某种气体环境中均能进行焊接加工,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异型材料施焊。
4、激光束聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,高可达10:1.
5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
但是,激光焊接也存在一定的局限性:
1、要求焊接装配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺寸小,焊缝窄。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求,很容易造成焊接缺焊。
2、激光器及其相关系统的购买成本较高,购买一次性投入较大。