激光熔覆技术中的送粉方式
激光熔覆技术作为一种新兴的制造以及修复强化金属零部件的方式,已经广泛用于航空航天、汽车制造、石油化工等领域。激光熔覆技术主要是利用高能激光束快速熔化金属表面层和粉末材料形成熔池,之后再冷却形成防护熔覆层。作为影响熔覆层质量重要因素之一的送粉技术也成为了业界人士的研究重点。目前,激光熔覆常用的送粉方式有两种:分别是预置送粉方式和同步送粉方式。
预置送粉方式将待熔覆的合金材料以某种方法预先覆盖在基材表面,然后使用激光束在合金预覆层表面扫描,预覆层表面吸收激光能量使温度升高并熔化。同时通过热传导将表面热量向内部传递,使整个合金预覆层及一部分基材熔化,激光束离开后熔化的金属快速凝固在其材表面形成冶金结合的合金熔覆层。预置的合金材料通常采用粉末,预置方法有涂刷粘结法和热喷涂等。它的优点是效率高,涂层厚度均匀并且与基材结合牢固,不足之处则是粉末利用率低,需要专门的设备和技术。
同步送粉方式采用专门的输送器将合金材料直接送入激光作用区,粉末到达熔区前先经过光束,被加热到红热状态,落入熔区后随即熔化,随基材的移动和粉末的连续送入形成合金熔覆层。同步送粉方式的合金材料可以选用合金线材或者金属粉末,送粉方式有同步侧向送粉和同轴送粉两种。同步侧向送粉结构简单,价格较低,但粉末利用率不高,熔覆质量相对较差,可适用于平面、轴类的激光熔覆。而同轴送粉结构复杂,粉末经过预热,熔覆质量好,通用性强。
送粉器作为熔覆设备的核心元件之一,其性能的好坏将直接影响熔覆层的质量,随着激光熔覆技术的飞速发展以及对熔覆层的加工精度和质量要求的提高,开发高性能的送粉器对激光熔覆加工显得尤为重要。
为此,亚琛联合科技凭借自身领先的技术研发实力研制出适用于超高速激光熔覆高精度送粉器。该送粉器系列原产德国,为满足激光熔覆以及超高速激光熔覆的送粉精度而生。在高功率大送粉量的服役工作中保持稳定性的同时,也能够在精密送粉工艺中发挥其独到的高精度微量送粉功能。
送粉器系列的特殊密封设计,较市场同级产品可节省10-20%的气体用量,并可自由选择粉瓶数量(1-4瓶)及粉瓶的容量配置(0.75L,1.5L,5L)。透明瓶身可随时观察粉末用量,每个粉瓶均设有容量检测报警器,粉末量不足时自动报警,便于操作人员随时进行粉末补给。粉瓶内的搅拌功能,可以通过内置触摸式操作界面进行间隔或者持续搅拌功能设定。
可视化粉盘设计随时观察粉盘工作状态,转速范围0.2-12转/分(rpm),连续可调,转速精度可达±0.08%。粉盘的特殊镀层处理,使其更加耐磨持久,减少耗材的更换频率。内置德国西门子数控系统和高精度气体流量计,避免了气体压力和温度变化对送粉精度的影响,送粉量误差<±1%,高精度的送粉保证了工艺过程的稳定可靠,确保24小时不间断的进行超高速激光熔覆。
除了标准化的送粉器系列,也可以按照用户需求定制化开发,方便集成到各类熔覆系统中。
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