本公司多年從事激光熔覆和微束等離子熔覆工藝的應(yīng)用實(shí)踐,對(duì)此有一些認(rèn)識(shí)和總結(jié)。今發(fā)文與廣大同仁交流! ∫、 激光熔覆特點(diǎn)1. 技術(shù)特點(diǎn)激光熔覆最重要特點(diǎn)是熱量集中,加熱快冷卻快熱影響區(qū)小,特別對(duì)不同材質(zhì)之間熔融有著其它熱源無法比擬的特點(diǎn),也正是這一特殊的加熱和冷卻過程,在熔鑄區(qū)域產(chǎn)生的組織結(jié)構(gòu)也不同于其它熔覆(噴焊·堆焊·普通焊接等)手段,甚至可以產(chǎn)生非晶態(tài)組織,特別是脈沖激光更為明顯。這就是所謂激光熔覆不變形無退火的原因。但我以為這只是從工件整體宏觀講,而當(dāng)你對(duì)熔覆層和熱影響區(qū)進(jìn)行微觀分析時(shí),你會(huì)看到另一種景象,這一點(diǎn)我將在后面講到。2. 設(shè)備特點(diǎn)激光熔覆目前國內(nèi)采用采用兩種機(jī)型;CO2激光器,YAG激光器。前者為連續(xù)輸出,熔覆用機(jī)一般在3KW以上;YAG激光為脈沖輸出,一般在600W左右。對(duì)于設(shè)備,一般使用者很難吃透,嚴(yán)重依賴生產(chǎn)方的服務(wù),購買價(jià)格昂貴,維護(hù)成本、零部件價(jià)格很高,再加上設(shè)備穩(wěn)定性和耐受性與國外比較普遍都有差距。因此激光熔覆機(jī)一般用在特殊領(lǐng)域,普通工業(yè)制造、維修領(lǐng)域難有效益。3. 工藝特點(diǎn)第一 前期處理:激光熔覆一般只需將工件打磨干凈,除油,除銹,去疲勞層等,比較簡單。第二 送粉:CO2激光器功率較大,一般用氬氣送粉;YAG激光功率小,一般用自然落粉的方式。這兩種方式在熔覆時(shí)都基本在水平位置形成熔池,傾斜稍大粉末便不能正常送達(dá),激光的使用范圍受到限制,特別是YAG激光器。第三 從熔池形成的狀態(tài)看:由于激光的控制精度高,輸出功率恒定,且沒有電弧接觸,所以熔池大小深度一致性好。第四 加熱快冷卻快:影響金屬相形成的均勻度,也對(duì)排氣浮渣不利,這也是造成激光熔覆形成氣孔,硬度不均的重要原因,特別是YAG激光傾向更嚴(yán)重。第五 材料選擇:由于不同材料對(duì)不同波長激光的吸收能力不同,造成激光熔覆材料選擇限制較大,激光更適于鎳基自熔性合金等一些材料,對(duì)碳化物,氧化物的熔覆更困難一些。
微束等離子熔覆特點(diǎn)1. 技術(shù)特點(diǎn):微束等離子熔覆機(jī)所采用的等離子束,是一種電離弧,比弧焊機(jī)熱量更集中,所以加熱速度更快,為了獲得更集中的離子束,一般采用高壓縮比孔徑,小電流,以便控制基體溫度不致太高,避免引起退火變形。當(dāng)然這與YAG激光器加熱速度無法比擬。由于等離子弧為連續(xù)工作,造成機(jī)體冷卻相對(duì)較慢,形成的過渡區(qū)域比激光熔覆要深一些,這對(duì)硬面材料熔覆來說,應(yīng)力會(huì)釋放的好一些。2. 設(shè)備特點(diǎn):微束等離子熔覆設(shè)備是在直流焊機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,其電源·噴槍·送粉器·擺動(dòng)器等,技術(shù)門檻低,容易制造,可靠性好,維護(hù)使用簡單,耗電少,使用成本低,通用性好,生產(chǎn)成本低,適應(yīng)性好,便于規(guī);a(chǎn),效益顯著,對(duì)環(huán)境要求低,對(duì)材料適應(yīng)廣泛。隨著電氣技術(shù)的進(jìn)步,我國的焊機(jī)技術(shù)水平已經(jīng)具備足夠的支持能力。另外設(shè)備體積小,重量小,焊槍可以手持把握,這使它使用起來更靈活方便,輔助工裝的造價(jià)便宜。3. 工藝特點(diǎn):第一 前期處理簡單:只需除銹去污去疲勞層即可。第二 送粉:采用氬氣送粉,送分精度要求低,可以有一定的傾斜度。這樣就允許手工操作,對(duì)于金屬修復(fù)比較適用。第三 微束等離子穩(wěn)定性好:微束等離子的穩(wěn)定性好,熔池的形成也易于控制,敷材與機(jī)體融合充分,區(qū)域過度較好。第四 加熱和冷卻速度低于激光:熔融狀態(tài)維持時(shí)間長,有利于金相組織均勻形成,排氣浮渣較好,在粉末噴出過程中就已經(jīng)加熱,且有氬氣和離子氣的保護(hù),所以熔覆層均勻度更好,氣孔夾渣等缺陷更少。第五 材料選擇:等離子加熱方式對(duì)材料限制少,材料選擇更廣泛,對(duì)碳化物,氧化物的熔覆更容易一些。三、 關(guān)于熔覆中的幾個(gè)問題1. 關(guān)于焊接應(yīng)力:我們必須建立一個(gè)概念,不管使用了什么樣的名詞(如焊接·堆焊·噴焊·熔覆等)都是在加熱的情況下,在金屬基體上的熔鑄,那么從加熱到熔鑄,再到冷卻這一過程中,必然產(chǎn)生應(yīng)力。除了極特殊材料,一般影響最大的還是收縮應(yīng)力,不同的焊接方式,無非是從加熱方式速度,填充材料和一些其它條件不盡相同。那么減少這種應(yīng)力對(duì)基體及熔鑄層的影響,都是我們追求焊接質(zhì)量時(shí)要考慮的重要方面。我以為,收縮應(yīng)力無法避免,那么應(yīng)力釋放才是解決焊接應(yīng)力問題的關(guān)鍵。也就是說這種收縮應(yīng)力釋放到哪里,從機(jī)體到熔鑄區(qū)域應(yīng)力如何分配,才是我們需要而且能夠解決的問題。2. 為什么激光焊接(熔覆)變形小:主要是熔鑄區(qū)域小,過渡區(qū)域小,收縮量小。
陳誠 13651967323