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等离子熔覆与激光熔覆的优缺点
信息来源   作者 更新日期:2019-01-09

一、激光熔覆特点

1.技术特点

激光熔覆最重要的特点是热量集中、加热快、冷却快、热影响区小,特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点,也正是这一特殊的加热和冷却过程,在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(如喷焊、堆焊、普通焊接等)手段,甚至可以产生非晶态组织,特别是脉冲激光更为明显。这就是所谓激光熔覆无退火、不变形的原因,但我以为,这只是从工件整体宏观讲,而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时,你会看到另一种景象。

2.设备特点

激光熔覆,目前国内采用两种机型:CO2激光器和YAG激光器。前者为连续输出,熔覆功率一般在3KW以上;YAG激光为脉冲输出,一般在600W左右。

对于设备,一般使用者很难吃透,严重依赖生产方的服务,购买价格昂贵,维护成本、零部件价格很高,再加上设备稳定性和耐受性与国外比较普遍都有差距,因此,激光熔覆机一般用在特殊领域,普通工业制造、维修领域难有效益。

3.工艺特点

(1)前期处理激光熔覆,一般只需将工件打磨干净,除油,除锈,去疲劳层等,比较简单。

(2)送粉CO2激光器功率较大,一般用氩气送粉;YAG激光功率小,一般用自然落粉的方式。这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池,倾斜稍大粉末便不能正常送达,激光的使用范围受到限制,特别是YAG激光器。

(3)从熔池形成的状态看,由于激光的控制精度高,输出功率恒定,且没有电弧接触,所以熔池大小深度一致性好。

(4)加热快、冷却快影响金属相形成的均匀度,也对排气浮渣不利,这也是造成激光熔覆形成气孔、硬度不均的重要原因,特别是YAG激光倾向更严重。

(5)材料选择。由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同,造成激光熔覆材料选择限制较大,激光更适于镍基自熔性合金等一些材料,对碳化物、氧化物的熔覆更困难一些。

二、等离子熔覆特点

  1. 技术特点:

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微束等离子熔覆机所采用的等离子束,是一种电离弧,比弧焊机热量更集中,所以加热速度更快,为了获得更集中的离子束,一般采用高压缩比孔径,小电流,以便控制基体温度不致太高,避免引起退火变形。当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。由于等离子弧为连续工作,造成机体冷却相对较慢,形成的过渡区域比激光熔覆要深一些,这对硬面材料熔覆来说,应力会释放的好一些。

2.设备特点:

微束等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来,其电源·喷枪·送粉器·摆动器等,技术门槛低,容易制造,可靠性好,维护使用简单,耗电少,使用成本低,通用性好,生产成本低,适应性好,便于规模化生产,效益显著,对环境要求低,对材料适应广泛。随着电气技术的进步,我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。另外设备体积小,重量小,焊枪可以手持把握,这使它使用起来更灵活方便,辅助工装的造价便宜。

3.工艺特点

(1)前期处理简单。只需除锈、去污、去疲劳层即可。

(2)送粉。采用氩气送粉,送分精度要求低,可以有一定的倾斜度。这样就允许手工操作,对于金属修复比较适用。

(3)微束等离子稳定性好。微束等离子的稳定性好,熔池的形成也易于控制,敷材与机体融合充分,区域过度较好。

(4)加热和冷却速度低于激光。熔融状态维持时间长,有利于金相组织均匀形成,排气浮渣较好,在粉末喷出过程中就已经加热,且有氩气和离子气的保护,所以熔覆层均匀度更好,气孔夹渣等缺陷更少。

(5)材料选择。等离子加热方式对材料限制少,材料选择更广泛,对碳化物、氧化物的熔覆更容易一些。


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