高速激光熔覆是一種快速的激光表面處理技術(shù)，它的工藝特點是熔覆質(zhì)量好、速度快、成本低，具有一定的市場競爭優(yōu)勢。高速激光熔覆工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，會導(dǎo)致成形質(zhì)量差、易變形等問題。
高速激光熔覆過程中所涉及到的關(guān)鍵參數(shù)，稱為加工參數(shù)，它直接影響著激光熔覆的效果和成形質(zhì)量。如：激光功率、光斑形狀、光斑尺寸、加工距離等，都會對熔覆層的形貌和質(zhì)量產(chǎn)生影響。下面就主要對高速激光熔覆過程中所涉及到的八大加工參數(shù)進(jìn)行說明。
1、激光功率：單位時間內(nèi)激光器輸出的能量。高速激光熔覆一般采用KW級激光器，如LT-3KW、LT-4KW等，市場應(yīng)用廣泛，能夠滿足大部分領(lǐng)域的需求。
2、光斑形狀：光斑形狀是影響熔覆質(zhì)量的一個重要因素，光斑形狀由激光器的光學(xué)系統(tǒng)決定。激光光束從送粉器射出后，經(jīng)過掃描系統(tǒng)，再到基板上，在不同的位置形成不同的光斑。光斑形狀直接影響著熔覆效果和成形質(zhì)量。常見的光斑形狀分為圓形和矩形兩種，用戶根據(jù)加工對象的特點選擇使用。
3、光斑大?。?/strong>光斑大小是指光束被掃描到基板表面的面積。激光熔覆過程中，激光能量首先聚集在熔覆層的中央，然后通過輻射向周圍發(fā)散，光斑大小主要影響光功率密度，即單位面積的光能。相同功率條件下，光斑尺寸越小，光功率密度越大，高功率密度光斑適用于高包層。熔點金屬粉末。
4、 加工距離：也叫搭接率，是指激光熔覆時，激光束從熔池中吸收熱量所需的距離。激光熔覆過程中，光斑距離是影響熔覆質(zhì)量的重要因素。在實際加工中，當(dāng)光斑距離在3-5 mm范圍內(nèi)變化時，熔覆層質(zhì)量良好，因此光斑距離一般控制在3-5 mm。
5、搭接率：搭接率是指熔覆金屬粉末與基板的搭接率。搭接率是影響熔覆層表面粗糙度的一個重要參數(shù)。熔覆材料與基板之間的搭接率越大，越容易獲得粗糙度較低的熔覆層表面。
光斑直徑增大時，激光束能量密度提高，熔池受熱變寬，熔化速度加快，在基板上產(chǎn)生較多的小孔。
搭接率提高,熔覆層表面粗糙度降低。但搭接部分的均勻性很難得到保證。每道熔覆層之間相互搭接區(qū)域的深度與每道熔覆層正中的深度有所不同,從而影響了整個熔覆層。高速熔覆的搭接率高達(dá)70%-80%(普通熔覆的搭接率為30%-50%)。
6、熔覆速度：熔覆線速度和熔覆面積率都可以表示熔覆速度。實測中物力拓高速激光熔覆線速度為20m/min-50m/min，熔覆厚度為0.2-0.6mm時，熔覆效率為0.6-1.2平方米/小時。
7、送粉方式：高速激光熔覆中的送粉器是保證激光熔覆質(zhì)量的關(guān)鍵。高速激光熔覆的送粉方式主要有環(huán)形送粉和中心送粉。中心送粉比環(huán)形送粉粉末利用率高，但設(shè)計難度大，需要用圓環(huán)圍住橫梁。送粉管一周。目前市場上有很多圓形送粉應(yīng)用。
8、保護(hù)氣體壓力：高速激光熔覆過程中，基體與熔覆材料之間很容易氧化，熔覆材料中含有的氧化物，會導(dǎo)致基體材料表面發(fā)黑、發(fā)暗、變硬，嚴(yán)重影響了工件表面質(zhì)量。為避免熔覆材料氧化，需對工件進(jìn)行保護(hù)。高速激光熔覆可在保護(hù)氣體下進(jìn)行，一般采用氮氣或氬氣作為保護(hù)氣體，主要用于送粉，在激光熔覆池周圍形成保護(hù)區(qū)域，減少氧化。