高速激光熔覆是提高熔覆工作效率的最佳途径.doc

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1、采用高速激光熔覆是提高熔覆工作效率的最佳途径激光熔覆已被广泛用于金属表面的修复改性，但传统激光熔覆工作效率较低（比如4000W半导体激光器的正常熔覆效率为0.25m2/h），不能满足大规模的生产加工需求。为了提高熔覆工作效率，人们不得不不断地提高激光器的功率，使用了6000W、8000W甚至10000W的激光器。值得注意的是，增大激光器的功率，一般情况下，并不能同比例地提高熔覆线速度，只能靠增大聚焦光斑尺寸来提高熔覆效率，比如将2×12的聚焦光斑增大为2×20或2×30的聚焦光斑。实际的应用表明，单纯靠增大激光器的功率来提高熔覆效率的结果并不理想，如下图所示。m2/hPowerofcladdi

2、nglasers图1.不同功率的半导体激光器的熔覆效率从图1的数据可以看出，6kW激光器每小时的熔覆面积为0.5m2，比4kW激光器每小时熔覆面积增加0.25m2，但8kW激光器比6kW激光器每小时熔覆面积仅增加0.15m2，10kW激光器比8kW激光器每小时熔覆面积仅增加0.10m2。随着功率的增大，效率增加效应递减。因此，靠增加激光器的功率来提高工作效率的做法，不是一个有效、经济的做法。而且，激光器功率的不断提高，会引起其他副作用。比如，随着激光功率的增加，基体的热输入量增大，基体表面温度升高，基体变形和熔覆层开裂现象会加剧。另外，增大功率，会增加熔覆层深度，稀释率也会因此增大，所以必须增

3、大熔覆层厚度，造成熔覆材料的浪费。为了提高激光熔覆的工作效率，必须另辟它径，寻求更有效、更先进的技术。这一技术便是：高速激光熔覆。高速激光熔覆通过改变激光与金属粉末的作用过程，使得金属粉末在到达熔池之前充分吸收激光能量（普通熔覆时基体和粉末对激光能量的吸收比例分别为80%和20%，高速熔覆时基体和粉末对激光能量的吸收比例分别为20%和80%）。通过对激光能量吸收比例的改变，使得熔覆的线速度达到了几十米每分钟，极大地提高了熔覆工作效率。另外由于高速熔覆的搭接率高达70%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)，一方面，使得高速激光熔覆的稀释率极低（约为1%左右），而普通熔覆的稀释率为5%-1

4、5%。另一方面，使得熔覆层表面非常平整，达到了热喷涂相同的效果，如下图所示：图2.中科中美高速激光熔覆层表面粗糙度达到喷涂效果西安中科中美是我国首家推出高速熔覆激光器设备的高科技公司。其推出的系列高速熔覆激光器已被国内多家客户使用。根据客户的反馈数据，中科中美的4000W高速熔覆激光器的具体工作参数及特点如下：1.熔覆速度：在熔覆厚度0.2-0.5mm时，熔覆效率每小时0.7-1.2平方米；2.熔覆厚度：根据需求，可实现熔覆厚度0.2~1.2mm；3.熔覆表面：熔覆表面平整，达到热喷涂的效果；4.稀释率：~1%左右；5.结合强度：冶金结合，结合强度可高达360MPa；6.可用于高熔点、高硬度粉

5、末的熔覆；7.可用于铜、铝等有色金属的熔覆。理论与客户的实际应用表明，采用高速激光熔覆是提高熔覆工作效率的最佳途径！