Какие факторы связаны с коэффициентом использования порошка для высокоскоростной лазерной наплавки?
Технология высокоскоростной лазерной наплавки значительно улучшилась.Стремление к повышению эффективности обработки и снижению стоимости обработки бесконечно.Как продолжать снижать стоимость обработки, по-прежнему остается важной темой исследований в области 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 обсудим эти факторы один за другим и обсудим, как повысить коэффициент использования порошка при высокоскоростной лазерной наплавке.
(1) размер пятна ванны расплава
Основным фактором, влияющим на степень 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 размер пятна высокоскоростной лазерной наплавки можно выбрать от 1 мм до 5 мм.В реальной работе необходимо правильно подобрать размер сварочной ванны в зависимости от мощности лазера оборудования.
Пятно расплавленной ванны слишком маленькое, а коэффициент использования порошка низкий;Пятно ванны расплава слишком велико, и плоскостность поверхности покрытия снижается.Увеличение пятна ванны расплава может улучшить коэффициент использования порошка, но если пятно ванны расплава слишком велико, плоскостность покрытия будет снижена, поэтому последующий процесс шлифовки и полировки также приведет к перерасходу порошка.Даже при высокоскоростной лазерной наплавке коэффициент использования порошка нельзя учитывать только в процессе наплавки, а следует учитывать общий коэффициент использования порошка после шлифовки и полировки во всем процессе наплавки.
(2) диаметр выпускного отверстия для порошка плакирующей головки
Диаметр выходного отверстия порошка плакирующей головки определяет толщину потока порошка.Чем меньше отверстие, тем тоньше поток порошка, но чем тоньше поток порошка, тем быстрее рассеивается поток порошка.В реальной работе соответствующий диаметр выпускного отверстия для порошка следует выбирать в соответствии с высотой оболочки и размером пятна ванны расплава, чтобы гарантировать, что диаметр пятна порошка на поверхности подложки меньше, чем пятно. диаметр ванны расплава, в противном случае порошок, превышающий размер пятна ванны расплава, будет потерян и потрачен впустую.
(3) мощность лазера
Мощность лазера должна быть достаточно большой, чтобы порошок, попадающий в точку ванны расплава, мог полностью расплавиться.Когда количество подаваемого порошка и другие параметры постоянны, 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% за счет контроля количества подаваемого порошка, но эта практика бессмысленна.
(5) линейная скорость оболочки
Линейная скорость высокоскоростной лазерной наплавки в несколько раз или даже десятков раз превышает скорость обычной лазерной наплавки.Когда относительная скорость движения между подложкой или плакирующей головкой велика, кинетическая энергия частиц порошка на поверхности подложки велика, поэтому выброс порошка велик, и коэффициент использования порошка будет снижен.Кроме того, при определении мощности лазера, чем выше относительная скорость движения между плакирующей головкой и подложкой, тем ниже температура ванны расплава 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 лазерная энергия поглощается матрицей сильнее, а температура расплавленной ванны недостаточно высока.Поэтому для заготовок большого объема необходимо использовать оборудование для наплавки большей мощности, чтобы повысить коэффициент 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 не позволят порошку плавиться в течение ограниченного времени, что приведет к потерям выплеска при выбросе.
Выше приведены семь основных факторов, влияющих на степень использования порошка для высокоскоростной лазерной наплавки.Чтобы повысить коэффициент использования порошка и снизить затраты на обработку плакирования, необходимо выбрать соответствующие технические параметры оборудования и параметры обработки плакировки в соответствии с конкретными условиями оборудования и плакирующей заготовки.
Здесь снова подчеркивается, что коэффициент использования порошка должен учитывать коэффициент использования порошка всего процесса обработки, а не коэффициент использования порошка простого процесса плакирования.Коэффициент использования порошка при обычной лазерной наплавке может достигать 100%, но общий коэффициент использования порошка часто составляет менее 50%.
Время публикации: 24 августа 2022 г.