लेजर क्लेडिंग सिद्धान्त र परिचय

क्ल्याडिङ प्रक्रिया: लेजर क्ल्याडिङलाई क्ल्याडिङ सामग्रीको आपूर्ति विधि अनुसार दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ, अर्थात् प्रिसेट लेजर क्ल्याडिङ र सिंक्रोनस लेजर क्ल्याडिङ।

पूर्व-सेट लेजर क्ल्याडिङ भनेको सब्सट्रेट सतहको क्ल्याडिङ भागमा क्ल्याडिङ सामग्री राख्नु हो, र त्यसपछि स्क्यान गर्न र पग्लन लेजर बीम विकिरण प्रयोग गर्नुहोस्।क्ल्याडिङ सामग्री पाउडर वा तारको रूपमा थपिएको छ, र पाउडरको रूप सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

सिंक्रोनस लेजर क्ल्याडिङ भनेको क्ल्याडिङ प्रक्रियाको क्रममा नोजल मार्फत सिंक्रोनस रूपमा पिघलेको पोखरीमा पाउडर वा तार क्ल्याडिङ सामग्री पठाउनु हो।क्लेडिङ सामग्री पाउडर वा तारको रूपमा थपिएको छ, जसमध्ये पाउडरको रूप सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

प्रिसेट लेजर क्ल्याडिङको मुख्य प्रक्रिया हो: सब्सट्रेट क्ल्याडिङ सतह प्रिट्रीटमेन्ट---प्रीसेट क्लेडिङ सामग्री---प्रीहिटिंग---लेजर क्लेडिङ---पोस्ट गर्मी उपचार।

सिंक्रोनस लेजर क्ल्याडिङको मुख्य प्रक्रिया प्रवाह हो: सब्सट्रेट क्लेडिङ सतह प्रिट्रिटमेन्ट---प्रीहिटिंग---सिंक्रोनस लेजर क्लेडिङ---पोस्ट गर्मी उपचार।

प्रक्रिया प्रवाह अनुसार, लेजर cladding सम्बन्धित प्रक्रियाहरु मुख्यतया सब्सट्रेट सतह pretreatment विधि, cladding सामग्री फिडिङ विधि, preheating र पोस्ट गर्मी उपचार हो।

लेजर कार्य सिद्धान्त:

लेजर क्लेडिङ उपकरणको पूर्ण सेटमा निम्न समावेश छन्: लेजर, कूलिङ युनिट, पाउडर फिडिङ मेकानिज्म, प्रशोधन तालिका, आदि।

लेजरहरूको चयन: मुख्यधारा लेजर प्रकारहरूले लेजर क्ल्याडिङ प्रक्रियालाई समर्थन गर्दछ, जस्तै CO2 लेजरहरू, ठोस-राज्य लेजरहरू, फाइबर लेजरहरू, अर्धचालक लेजरहरू, इत्यादि।

प्रक्रिया प्यारामिटरहरू

लेजर क्ल्याडिङका प्रक्रिया प्यारामिटरहरूमा मुख्यतया लेजर पावर, स्पट डाइमिटर, क्ल्याडिङ स्पीड, डिफोकस रकम, पाउडर फिडिङ स्पीड, स्क्यानिङ स्पीड, प्रिहिटिङ टेम्परेचर, इत्यादि समावेश हुन्छन्। यी मापदण्डहरूले क्ल्याडिङ तह, दरार, सतहको नरमपनको कमजोरी दरमा ठूलो प्रभाव पार्छ। र क्लेडिंग भागहरूको कम्प्याक्टनेस।प्यारामिटरहरूले एकअर्कालाई पनि असर गर्छ, जुन एक धेरै जटिल प्रक्रिया हो, र लेजर क्ल्याडिङ प्रक्रियाको स्वीकार्य दायरा भित्र यी प्यारामिटरहरू नियन्त्रण गर्न उचित नियन्त्रण विधिहरू प्रयोग गरिनुपर्छ।

लेजर क्लेडिङमा 3 महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया प्यारामिटरहरू छन्

लेजर शक्ति

लेजर पावर जति बढी हुन्छ, पग्लिएको क्ल्याडिङ धातुको मात्रा त्यति नै बढी हुन्छ र पोरोसिटीको सम्भावना त्यति नै बढी हुन्छ।लेजर पावर बढ्दै जाँदा, क्ल्याडिङ लेयरको गहिराई बढ्छ, वरपरको तरल धातु हिंस्रक रूपमा उतार-चढ़ाव हुन्छ, र गतिशील ठोसीकरण क्रिस्टलाइज हुन्छ, जसले गर्दा छिद्रहरूको संख्या बिस्तारै कम हुन्छ वा मेटाइन्छ, र दरारहरू पनि बिस्तारै कम हुन्छन्।जब क्ल्याडिङ तहको गहिराइ सीमा गहिराइमा पुग्छ, शक्ति बढ्दै जाँदा, सब्सट्रेटको सतहको तापक्रम बढ्छ, र विरूपण र क्र्याकिंग घटना तीव्र हुन्छ।यदि लेजर पावर धेरै सानो छ भने, केवल सतह कोटिंग पग्लन्छ, र सब्सट्रेट पग्लिदैन।यस समयमा, क्लेडिंग तह सतहमा स्थानीय क्र्याकिंग हुन्छ।Pilling, voids, आदि, सतह cladding को उद्देश्य हासिल गर्न असफल।

स्पट व्यास

लेजर बीम सामान्यतया गोलाकार छ।क्ल्याडिङ तह चौडाइ मुख्यतया लेजर बीमको स्पट व्यासमा निर्भर गर्दछ, स्पट व्यास बढ्छ, र क्ल्याडिङ तह फराकिलो हुन्छ।विभिन्न स्पट साइजहरूले क्ल्याडिङ तहको सतहमा ऊर्जा वितरणमा परिवर्तन ल्याउनेछ, र प्राप्त गरिएको क्ल्याडिङ तह आकारविज्ञान र माइक्रोस्ट्रक्चर गुणहरू एकदम फरक छन्।सामान्यतया, स्पट साइज सानो हुँदा क्ल्याडिङ तहको गुणस्तर राम्रो हुन्छ, र स्पट साइज बढ्दै जाँदा क्ल्याडिङ तहको गुणस्तर घट्छ।यद्यपि, स्पट व्यास धेरै सानो छ, जुन ठूलो-क्षेत्र क्लेडिंग तह प्राप्त गर्न अनुकूल छैन।[३]

क्लेडिंग गति

क्ल्याडिङ स्पीड V ले लेजर पावर P जस्तै प्रभाव पार्छ। यदि क्ल्याडिङ स्पीड धेरै उच्च छ भने,मिश्र धातु पाउडरपूर्णतया पिघ्न सकिँदैन, र उच्च-गुणस्तरको आवरणको प्रभाव प्राप्त हुँदैन;यदि क्ल्याडिङको गति धेरै कम छ भने, पग्लिएको पोखरी धेरै लामो समयसम्म अवस्थित छ, पाउडर बढी जलेको छ, मिश्र धातु तत्वहरू हराएको छ, र म्याट्रिक्सको ताप इनपुट ठूलो छ।विरूपण को मात्रा वृद्धि हुनेछ।

लेजर क्लेडिङ प्यारामिटरहरूले क्ल्याडिङ तहको म्याक्रोस्कोपिक र माइक्रोस्कोपिक गुणस्तरलाई स्वतन्त्र रूपमा असर गर्दैन, तर एकअर्कालाई प्रभाव पार्छ।लेजर पावर P, स्पट डायमिटर D र क्लेडिङ स्पीड V को व्यापक प्रभाव चित्रण गर्नको लागि, विशिष्ट ऊर्जा Es को अवधारणा प्रस्तावित गरिएको छ, अर्थात्:

Es=P/(DV)

त्यो हो, प्रति एकाइ क्षेत्र विकिरण ऊर्जा, र लेजर जस्ता कारकहरूशक्ति घनत्वर cladding गति सँगै विचार गर्न सकिन्छ।

विशिष्ट ऊर्जा को कमी कमजोरी दर कम गर्न लाभदायक छ, र यो पनि cladding तह मोटाई संग एक निश्चित सम्बन्ध छ।स्थिर लेजर पावरको अवस्था अन्तर्गत, क्ल्याडिङ लेयर पातलो दर स्पट व्यासको बृद्धिसँगै घट्छ, र जब क्ल्याडिङ गति र स्पट व्यास स्थिर हुन्छ, लेजर बीम पावरको वृद्धिसँगै क्ल्याडिङ तह पातलो दर बढ्छ।थप रूपमा, क्ल्याडिंग गति बढ्दै जाँदा, सब्सट्रेटको पग्लने गहिराई घट्छ, र सब्सट्रेट सामग्रीबाट क्ल्याडिंग तहको कमजोरी दर घट्छ।

बहु-पास लेजर क्लेडिंगमा, ओभरल्याप दरलाई असर गर्ने मुख्य कारक होसतहको नरमपनcladding तह को।जब ओभरल्याप दर बढ्छ, क्लेडिंग तहको सतहको खुरदरा कम हुन्छ, तर ओभरल्याप गरिएको भागको एकरूपता ग्यारेन्टी गर्न गाह्रो हुन्छ।क्ल्याडिङ ट्र्याकहरू बीचको ओभरल्यापिङ क्षेत्रको गहिराइ क्ल्याडिङ ट्र्याकहरूको केन्द्रको गहिराइभन्दा फरक छ, जसले सम्पूर्ण क्ल्याडिङ तहको एकरूपतालाई असर गर्छ।यसबाहेक, मल्टि-पास क्ल्याडिङको अवशिष्ट तन्य तनावलाई सुपरइम्पोज गरिनेछ, जसले स्थानीय कुल तनाव मूल्य बढाउनेछ र क्ल्याडिङ तहको क्र्याक संवेदनशीलता बढाउनेछ।Preheating र tempering ले क्लेडिङ तहको क्र्याक प्रवृत्ति कम गर्न सक्छ।