激光熔覆焊接点的几何形状影响激光沉积焊接

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激光熔覆焊接点的几何形状影响激光沉积焊接

来源: | 作者:辉锐集团 | 发布时间: 2021-05-24 | 773 次浏览 | 分享到:

通过激光熔覆沉积焊接，用户可以在圆形和宽光束之间进行选择。在实践中，他们通常更喜欢宽线点-并非总是正确，因为在许多情况下，圆点几何更有意义。圆形喷射还是宽喷射？当涉及到具有高涂层率的激光熔覆焊接时，用户通常会有一个明显的偏爱：他们更喜欢宽尺寸的线斑，尺寸大多为19 mm×6 mm或16 mm×6 mm，因为它们可以实现更高的涂层率，因此更经济比圆形梁的尺寸要大，典型值约为8毫米至10毫米。尽管使用圆形光斑需要几个重叠的激光轨迹才能涂覆表面，但是基于宽光束的激光熔覆工艺在这方面更为有效。此处也需要重叠，但是由于轨道宽度较大，因此其数量比圆梁小。即使是具有高顶帽轮廓的圆点，即焦平面中的能量分布，仍然有40％左右的重叠率。这引起了许多用户对全向方法的基本怀疑。

宽光束，几何形状简单，涂层率高
但是仔细检查，情况就不是那么简单了。与通常的假设相反，粗线斑点并不是所有形式的激光熔覆沉积焊接的正确方法。根据工件的几何形状，它们的使用甚至可能适得其反-并且在可能的情况下，它不是强制性的。因为全向光束而不是宽光束实际上是唯一可以实现所有形式的激光熔覆沉积焊接的光束。这并不排除在个别情况下宽线斑点会更好。但是是否应该单独检查。在直接比较中，宽射流和圆形射流最初显示的熔覆速率没有重大差异。弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所用Laserline进行的对比测试表明了这一点。-LDF 20000-200二极管激光器。在轴的Inconel 625涂层中，表面直径为12.5 mm的圆点表面上产生的表面速率明显高于16mm×6 mm的1.17m²/ h的面积速率，为1.76m²/ h。但是，粉末的施用率几乎相同，分别为14.25 kg / h（线性）和14.7 kg / h（圆形）。因此，宽射流仅获得了较厚的单个层。除了这些数据之外，在高负载下喷嘴的长期稳定性也具有工业意义。这就是今天宽喷头仍然优越的地方。具有20 kW激光功率的扁平喷嘴已经在工业中使用。相反，用于圆形激光束的喷嘴在连续使用中通常被限制为最大10 kW激光功率。
激光熔覆

进给速度影响结果质量
因此，宽线斑点可能是有利的，特别是对于具有简单表面几何形状的组件。例如，如果需要使用特别高的激光功率对旋转对称轴进行涂层，则工业用户可以使用宽喷嘴实现更高的应用率。与对比测试中涂层效率的差异相比，出现了不同的涂层质量甚至更加清晰。进给速度在这里起着重要的作用：为了创建最佳的熔池，宽射流和圆形射流首先都应具有均匀的强度分布。对于具有非常高的光束质量和高斯强度分布的激光器，较高的能量集中会导致焊缝池过热和混合增多，同时在边缘区域存在连接错误的风险。光纤引导的Laserline二极管激光器具有的优点是，它已经提供了非常均匀的，几乎像大礼帽的强度分布，并且可以用于圆形光束和宽光束。

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