高速激光熔覆过程中影响加工的八大参数

时间：2023-03-07

高速激光熔覆是一种快速的激光表面处理技术，它的工艺特点是熔覆质量好、速度快、，具有一定的市场竞争优势。高速激光熔覆工艺参数选择不当，会导致成形质量差、易变形等问题。

高速激光熔覆过程中所涉及到的关键参数，称为加工参数，它直接影响着激光熔覆的效果和成形质量。如：激光功率、光斑形状、光斑尺寸、加工距离等，都会对熔覆层的形貌和质量产生影响。下面就主要对高速激光熔覆过程中所涉及到的八大加工参数进行说明。

1、激光功率：单位时间内激光器输出的能量。高速激光熔覆一般采用KW级激光器，如LT-3KW、LT-4KW等，市场应用广泛，能够满足大部分领域的需求。

2、光斑形状：光斑形状是影响熔覆质量的一个重要因素，光斑形状由激光器的光学系统决定。激光光束从送粉器射出后，经过扫描系统，再到基板上，在不同的位置形成不同的光斑。光斑形状直接影响着熔覆效果和成形质量。常见的光斑形状分为圆形和矩形两种，用户根据加工对象的特点选择使用。

3、光斑大小：光斑大小是指光束被扫描到基板表面的面积。激光熔覆过程中，激光能量首先聚集在熔覆层的*，然后通过辐射向周围发散，光斑大小主要影响光功率密度，即单位面积的光能。相同功率条件下，光斑尺寸越小，光功率密度越大，高功率密度光斑适用于高包层。熔点金属粉末。

4、加工距离：也叫搭接率，是指激光熔覆时，激光束从熔池中吸收热量所需的距离。激光熔覆过程中，光斑距离是影响熔覆质量的重要因素。在实际加工中，当光斑距离在3-5 mm范围内变化时，熔覆层质量良好，因此光斑距离一般控制在3-5 mm。

5、搭接率：搭接率是指熔覆金属粉末与基板的搭接率。搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的一个重要参数。熔覆材料与基板之间的搭接率越大，越容易获得粗糙度较低的熔覆层表面。

光斑直径增大时，激光束能量密度提高，熔池受热变宽，熔化速度加快，在基板上产生较多的小孔。

搭接率提高,熔覆层表面粗糙度降低。但搭接部分的均匀性很难得到保证。每道熔覆层之间相互搭接区域的深度与每道熔覆层正中的深度有所不同,从而影响了整个熔覆层。高速熔覆的搭接率高达70%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)。

6、熔覆速度：熔覆线速度和熔覆面积率都可以表示熔覆速度。实测中物力拓高速激光熔覆线速度为20m/min-50m/min，熔覆厚度为0.2-0.6mm时，熔覆效率为0.6-1.2平方米/小时。

7、送粉方式：高速激光熔覆中的送粉器是保证激光熔覆质量的关键。高速激光熔覆的送粉方式主要有环形送粉和中心送粉。中心送粉比环形送粉粉末利用率高，但设计难度大，需要用圆环围住横梁。送粉管一周。目前市场上有很多圆形送粉应用。

8、保护气体压力：高速激光熔覆过程中，基体与熔覆材料之间很容易氧化，熔覆材料中含有的氧化物，会导致基体材料表面发黑、发暗、变硬，严重影响了工件表面质量。为避免熔覆材料氧化，需对工件进行保护。高速激光熔覆可在保护气体下进行，一般采用氮气或氩气作为保护气体，主要用于送粉，在激光熔覆池周围形成保护区域，减少氧化。

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