激光熔覆作為一種金屬材料表面改性技術(shù),可以有效改變金屬表面的硬度、耐磨、耐腐和耐高溫特性。半個(gè)多世紀(jì)以來,該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中得到不斷的改進(jìn)和發(fā)展,除了材料和工藝之外,激光器和送粉技術(shù)也不斷得到升級(jí)換代。80-90年代,熔覆激光器主要為CO2激光器和YAG激光器。2010年以后又出現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器(分直接輸出和光纖耦合輸出兩種)。近年來,光纖激光器又開始爭奪半導(dǎo)體激光器的熔覆市場。
同時(shí),人們也在不斷摸索改進(jìn)粉末與激光的作用方式,發(fā)明了多種送粉技術(shù),包括預(yù)置送粉、旁軸送粉和中心送粉等等。預(yù)置送粉是采用鋪粉或重力送粉器將粉末預(yù)置于光斑經(jīng)過的路徑上,預(yù)置送粉技術(shù)簡單,送粉過程無粉末飛濺,粉末利用率高,但通用性不強(qiáng)。旁軸送粉采用氣動(dòng)方式,將粉末送到光斑內(nèi),旁軸送粉分非對(duì)稱的側(cè)送粉和對(duì)稱的同軸送粉兩種,側(cè)送粉易受運(yùn)動(dòng)方向影響,熔覆質(zhì)量相對(duì)較差。同軸送粉熔覆質(zhì)量好,通用性強(qiáng)。同軸氣動(dòng)送粉是一種“粉包光”的技術(shù),它使用多束匯聚粉流或環(huán)狀匯聚粉流,將中心的激光束包圍。中心送粉也是氣動(dòng)送粉,它是一種“光包粉”的技術(shù),它是通過設(shè)計(jì)一種空心光束實(shí)現(xiàn)對(duì)中心粉流的包圍。
近年來,高速激光熔覆作為一種最新的激光熔覆技術(shù)已經(jīng)引起了煤礦、鋼鐵、石油化工、電力等各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。最近,中科中美將中心送粉成功地用于高速激光熔覆技術(shù)之中,他們使用多束激光將中心粉流包住,在熔池之上粉末熔化并落入熔池之中。
相對(duì)于同軸氣動(dòng)送粉,中心送粉的特點(diǎn)是粉末為單一粉流,不存在不同方向粉流的相互撞擊散射。另外,在垂直向下熔覆加工時(shí),可以使用較低的送粉氣壓,這樣,一方面粉流速度相對(duì)較慢,粉末與激光的作用時(shí)間長,更易于粉末在熔池上空的熔化。另一方面,較低的粉流速度,也減少粉流與基體之間的彈射。實(shí)際應(yīng)用表明,中心送粉高速熔覆熔覆過程飛濺明顯減小,火花相當(dāng)輕柔,粉末利用率大大提高。
中科中美高速激光熔覆技術(shù)立足自主研發(fā),擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),多項(xiàng)核心技術(shù)處于全球領(lǐng)先水平,具有很高的獨(dú)創(chuàng)性和行業(yè)領(lǐng)先性。中科中美2017年推出首臺(tái)國產(chǎn)高速激光熔覆裝備,在第一時(shí)間與國外同類技術(shù)站在了同一起跑線。隨后,中科中美堅(jiān)持對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行了持續(xù)不斷的升級(jí)改進(jìn),產(chǎn)品性能和加工能力處于行業(yè)領(lǐng)先水平。中科中美專業(yè)從事高速激光熔覆整套裝備的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,擁有包括光纖激光器、高速激光熔覆頭、送粉器、機(jī)床和控制系統(tǒng)在內(nèi)的整套技術(shù),可為客戶提供包括材料、工藝在內(nèi)的整套解決方案。目前,產(chǎn)品系列主要有: 2kW同軸送粉高速激光熔覆裝備,4kW和6kW中心送粉高速激光熔覆裝備,2kW和3kW內(nèi)孔熔覆高速激光熔覆裝備等等。
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