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激光熔覆修補機

本設備屬于大型激光修補機,可根據客戶的實際需求,針對性的配置相關部件(如機械手)以及系統參數的設定來匹配需求。熔覆修補後可顯著的改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等,工作效率是傳統激光模具修補機的8-10倍。

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激光熔覆介紹

在生産中將激光束作用下把合金粉末或模具鋼粉末與基體表面迅速加熱並熔化,光束移開後自激冷卻形成稀釋率極低,組織致密,與基體材料呈冶金結合的表面塗層,可以修補大型模具,以及顯著的改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等,工作效率是傳統激光模具修補機的8-10倍。

  • 易于實現自動化

  • 不影響基件特性

  • 基件複用率高

  • 降低企業成本

設備特點:

1. 冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。

2. 涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;

3. 热输入和畸变较小,尤其是采用高功率密度快速修补时,变形可降低到零件的装配公差内。

4. 粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;

5. 熔覆层的厚度范围大,单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,

6. 能进行选区熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能价格比;

7. 光束瞄准可以使难以接近的区域修补;

適用材料與應用:

可以應用于不鏽鋼、模具鋼、可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵、銅合金、钛合金、鋁合金及特殊合金表面钴基、鎳基、鐵基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。

激光修補的應用主要是對基件表面的修複以及提升基件表面的耐腐蝕性(包括耐高溫腐蝕)和耐磨性,應用的範圍很廣泛。例如模具、內燃機的閥門和閥座的密封面,水、氣或蒸汽分離器的激光修補等。

激光修補技術是一種經濟效益很高的新技術,它可以在廉價金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質,降低成本,節約貴重稀有金屬材料。對大型模具以及各類滾軸的保養和修複效率高,可以很好的降低人工,投入産出比客觀。

生産工藝概述,有3個重要的工藝參數

1.激光功率:激光功率越大,融化的熔覆金屬量越多,産生氣孔的概率越大。隨著激光功率增加,熔覆層深度增加,周圍的液體金屬劇烈波動,動態凝固結晶,使氣孔數量逐漸減少甚至得以消除,裂紋也逐漸減少。當熔覆層深度達到極限深度後,隨著功率提高,基體表面溫度升高,變形和開裂現象加劇,激光功率過小,僅表面塗層融化,基體未熔,此時熔覆層表面出現局部起球、空洞等,達不到表面熔覆目的。

2.光斑直徑:激光束一般为圆形。熔覆层宽度主要取决于激光束的光斑直徑,光斑直徑增加,熔覆层变宽。光斑尺寸不同会引起熔覆层表面能量分布变化,所获得的熔覆层形貌和组织性能有较大差别。一般来说,在小尺寸光斑下,熔覆层质量较好,随着光斑尺寸增大,熔覆层质量下降。但光斑直徑过小,不利于获得大面积的熔覆层。?

3.修補速度:修補速度V与激光功率P有相似的影响。修補速度过高,合金粉末不能完全融化,未起到优质修补的效果;修補速度太低,熔池存在时间过长,粉末过烧,合金元素损失,同时基体的热输入量大,会增加变形量。可将激光功率密度和修補速度等因素综合在一起考虑。?

激光修補作業圖

焊接樣品展示:

  1. 軋輥激光熔覆修補
  2. 特鋼激光熔覆修補
  3. 精密輥激光熔覆修補
  4. 模具鋼激光熔覆修補

設備參數:

核心組建型號描述
激光器XHY2010功率:2kW,光束质量 110mm.mrad 备注:全功能版,含整机系统
光纖系統1000μm@20m芯径 1000μm,长度 20m ,接口: LLK-D
旁軸熔覆頭XHY-C120P300准直:120mm;焦距:200/300mm(根据需要选型);旁路送粉;接 口:LLK-D
冷水機定制制冷量 10kW,双温控制;为激光 器、加工头、光纤等提供冷却水
機器人系統(機械手)ABB负载:25kg;包括本体和控制系; 臂展 1740mm;重复精度:± 0.06mm。16in/16out 数字输入输 出板卡,含机器人底座
送粉機DPSF-2双筒气载送粉,重复精度为± 2%,能输送粒度为 20~200μm 粉末,转速 0~6 转/分
穩壓電源SBW-30kVA30kVA,为激光器提供稳定的电 压;防止电网波动损坏激光器电 源及激光器半导体发光二极管
空壓機W0.9/8: 7.5KW10HP提供壓縮空氣
冷凍式幹燥機10HP,1.5 立方過濾幹燥壓縮空氣
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