Какие факторы влияют на коэффициент использования порошка для высокоскоростной лазерной наплавки?
Технология высокоскоростной лазерной наплавки значительно усовершенствовалась. Стремление к повышению эффективности обработки и снижению стоимости обработки бесконечно. Как продолжать снижать стоимость обработки, по-прежнему является важным содержанием исследований высокоскоростной лазерной наплавки.
Поскольку стоимость порошка составляет 80% - 90% от общей стоимости лазерной наплавки, повышение коэффициента использования порошка является важной технической проблемой, которую необходимо решить при высокоскоростной лазерной наплавке. Поэтому мы должны выяснить, какие факторы связаны с коэффициентом использования порошка при высокоскоростной лазерной наплавке. Мы рассмотрим эти факторы по одному и обсудим, как повысить коэффициент использования порошка при высокоскоростной лазерной наплавке.
(1) размер пятна расплавленной ванны
Основным фактором, влияющим на коэффициент использования порошка для высокоскоростной лазерной наплавки, является размер пятна расплавленной ванны, то есть размер пятна лазера, падающего на поверхность подложки. В зависимости от мощности лазера пятно ванны для высокоскоростной лазерной наплавки может быть выбрано в диапазоне от 1 мм до 5 мм. В реальной работе необходимо выбрать правильный размер пятна сварочной ванны в соответствии с мощностью лазера оборудования.
Пятно расплавленной ванны слишком мало, а коэффициент использования порошка низкий; Пятно расплавленной ванны слишком большое, а плоскостность поверхности покрытия уменьшается. Увеличение пятна расплавленной ванны может улучшить коэффициент использования порошка, но если пятно расплавленной ванны слишком большое, плоскостность покрытия будет снижена, поэтому последующий процесс шлифования и полирования также приведет к отходам порошка. Даже для высокоскоростной лазерной наплавки коэффициент использования порошка нельзя рассматривать только в процессе наплавки, а комплексный коэффициент использования порошка после шлифования и полирования во всем процессе наплавки.
(2) диаметр отверстия для выхода порошка наплавочной головки
Диаметр выходного отверстия для порошка наплавочной головки определяет толщину потока порошка. Чем меньше отверстие, тем мельче поток порошка, но чем мельче поток порошка, тем быстрее рассеивание потока порошка. В реальной работе соответствующий диаметр выходного отверстия для порошка должен быть выбран в соответствии с высотой наплавки и размером пятна расплавленной ванны, чтобы гарантировать, что диаметр пятна порошка на поверхности подложки меньше диаметра пятна расплавленной ванны, в противном случае порошок за пределами размера пятна расплавленной ванны будет потерян и потрачен впустую.
(3) мощность лазера
Мощность лазера должна быть достаточно большой, чтобы гарантировать, что порошок, попадающий в точку расплавленной ванны, может быть полностью расплавлен. При постоянном количестве подаваемого порошка и других параметрах, чем выше мощность лазера, тем выше коэффициент использования порошка.
(4) размер подачи порошка
При определении мощности лазера оборудования, чем меньше количество подаваемого порошка, тем выше коэффициент использования порошка. Однако уменьшение количества подаваемого порошка повлияет на эффективность плакирования. Если не учитывать эффективность плакирования, коэффициент использования порошка может достигать 100% путем управления количеством подаваемого порошка, но эта практика бессмысленна.
(5) линейная скорость оболочки
Линейная скорость высокоскоростной лазерной наплавки в несколько раз или даже в десятки раз больше, чем у обычной лазерной наплавки. Когда относительная скорость движения между подложкой или наплавочной головкой велика, кинетическая энергия частиц порошка на поверхности подложки велика, поэтому выброс порошка велик, а коэффициент использования порошка будет снижен. Кроме того, когда определяется мощность лазера, чем выше относительная скорость движения между наплавочной головкой и подложкой, тем ниже температура расплавленной ванны и тем ниже коэффициент использования порошка.
(6) объем заготовки
При одинаковых параметрах наплавки, чем больше диаметр (объем) заготовки, тем ниже коэффициент использования порошка. Это связано с тем, что при большом объеме энергия лазера больше поглощается матрицей, а температура расплавленной ванны недостаточно высока. Поэтому для заготовок большого объема необходимо использовать наплавочное оборудование большей мощности для повышения коэффициента использования порошка.
(7) размер частиц порошка
Порошок для высокоскоростной лазерной наплавки имеет короткое время взаимодействия со светом, поэтому необходимо выбирать порошок с соответствующим размером частиц в соответствии с мощностью лазера. Крупные частицы порошка приведут к тому, что порошок не расплавится за ограниченное время, что приведет к потере брызг при выбросе.
Выше приведены семь основных факторов, влияющих на коэффициент использования порошка для высокоскоростной лазерной наплавки. Для повышения коэффициента использования порошка и снижения себестоимости наплавки необходимо выбрать соответствующие технические параметры оборудования и параметры наплавки в соответствии с конкретными условиями оборудования и наплавляемой заготовки.
Здесь снова подчеркивается, что коэффициент использования порошка должен учитывать коэффициент использования порошка всего процесса обработки, а не коэффициент использования порошка простого процесса наплавки. Коэффициент использования порошка обычной лазерной наплавки может достигать 100%, но комплексный коэффициент использования порошка часто составляет менее 50%.
Время публикации: 24-авг-2022