激光涂层,也称为激光熔覆或高速激光熔覆,有着悠久的传统。由于不断的材料和技术创新,应用程序的重要性不断提高。因此,在过去的二十年中,用激光涂层已成为二极管激光器最重要的应用之一。有足够的理由仔细研究我们的小系列“其应用中的二极管激光器”中的过程。通过激光涂层,激光束在工件表面上形成一个熔池,同时将涂料(粉末形式或焊丝形式)送入并同时由激光熔化。该过程的结果是在部件表面上以冶金方式结合到基础材料的附加层。
激光涂层,也称为
激光熔覆或高速激光熔覆,有着悠久的传统。由于不断的材料和技术创新,应用程序的重要性不断提高。因此,在过去的二十年中,用激光涂层已成为二极管激光器最重要的应用之一。有足够的理由仔细研究我们的小系列“其应用中的二极管激光器”中的过程。通过激光涂层,激光束在工件表面上形成一个熔池,同时将涂料(粉末形式或焊丝形式)送入并同时由激光熔化。该过程的结果是在部件表面上以冶金方式结合到基础材料的附加层。
优点:冶金连接比例如热喷涂过程中产生的机械夹紧要稳定得多。较短的曝光时间和较低的曝光深度只会造成很小的延迟。冷却迅速发生。绝对的加点是二极管激光束中的均匀强度分布(顶帽轮廓):二极管激光束的轮廓在焊接过程中形成非常均匀的焊缝,进而产生无孔和无裂纹的表面涂层。由于表面质量高,几乎不需要进行后处理。
如今,几乎可以在任何地方找到通过激光镀膜精制的组件:它们用于重工业,汽车生产或农业等。激光技术的高度灵活性导致了如此广泛的应用。施加填充材料的动机可以有很大的不同。可以使用二极管激光器来实现磨损保护,就像腐蚀抑制层或磨损部件的修复一样可靠。取决于应用,工艺变化是可能的,这特别影响层材料的选择。
动力腐蚀防护
激光涂层可以防止激光蠕变和缝隙腐蚀。在此,不锈钢或镍合金通常应用于低合金钢。当使用二极管激光器作为能源时,材料的混合通常少于5%。这意味着单层约1毫米厚的涂层足以提供良好的腐蚀防护。常规工艺通常需要两班制,并且在循环时间和材料使用上的表现明显较差。
动力磨损保护
在此,激光熔覆与热喷涂等其他工艺直接竞争。然而,附加层和基础材料的冶金连接导致更长的使用寿命。磨损保护的实施需要包含硬质材料的涂层材料。这些材料通常是带有碳化钨的镍基合金(In 625)。这些可以占所施加的层的最多60重量%。
零件维修
所谓的补焊也被实现为焊丝或粉末堆积焊。去除旧涂层并清洁工件表面后,可以获得非常稳定的新涂层。与磨损或腐蚀防护相反,此处通常使用与基材相同的材料。这样,可以有效地修复磨损的表面,破碎的碎片或其他损坏。只要材料可以焊接,这种维修就很容易进行-而且在经济上比购买新的维修更为经济,特别是对于高质量和昂贵的零件。
代工制造
激光熔覆的最后一个特殊领域是组件的生成,通常称为增材制造(AM)或3D打印。经过适当编程的加工系统,可以逐层地从粉末或金属丝中生成具有复杂结构的组件。除了不锈钢之外,铝,钛和超合金在此也越来越多地被使用,它们被用于涡轮,机身和机翼的现代飞机制造中。
高速熔覆
顺便说一句,激光熔覆技术的发展不能说是完整的-专家们正在不断地研究基于激光的新涂层工艺,从而开拓了更多可能的用途。例如,弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)开发了一种替代硬铬镀层的方法:极高速度的激光熔覆(EHLA)使得非常薄的涂层可以非常快速地应用。工艺的特殊性:与以前不同,层材料在撞击工件之前已经熔化。这提高了处理速度和能源效率。我们已经在期刊文章中采用了一种令人兴奋的方法。了解更多: 高速熔覆代替硬铬电镀
即使这个简短的版本也表明二极管激光熔覆是理想的镀膜工具。基于二极管激光器的熔覆层已经成功地在腐蚀和磨损防护以及维修工作中确立了自己的地位,这并非偶然,而且它还在不断获得新的市场份额。另外,进一步的激光熔覆工艺的不断发展导致了新的应用领域的开放。现代激光熔覆的时代才刚刚开始。