高速激光熔覆過程中影響加工的八大參數(shù)

　　1、激光功率：單位時(shí)間內(nèi)激光器輸出的能量。高速激光熔覆一般采用KW級(jí)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(gè)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(diǎn)選擇使用。

　　3、光斑大?。汗獍叽笮∈侵腹馐粧呙璧交灞砻娴拿娣e。激光熔覆過程中，激光能量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(diǎn)金屬粉末。

　　4、 加工距離：也叫搭接率，是指激光熔覆時(shí)，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(shí)際加工中，當(dāng)光斑距離在3-5 mm范圍內(nèi)變化時(shí)，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(gè)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(shí)，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。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(gè)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(shí)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(shí)，熔覆效率為0.6-1.2平方米/小時(shí)。

　　7、送粉方式：高速激光熔覆中的送粉器是激光熔覆質(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(jì)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(huì)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?dú)饣驓鍤庾鳛楸Ｗo(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。

激光熔覆技術(shù)在鋼鐵冶金行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在表面修復(fù)和表面改性兩個(gè)方面。鋼鐵冶金行業(yè)對耐蝕、耐磨、抗氧化、耐高溫等性能要求較高，通常采用傳統(tǒng)的補(bǔ)焊工藝對零件進(jìn)行修復(fù)，但由于鋼鐵材料表面硬度較低，且存在一定程度的氧化和磨損，導(dǎo)致修復(fù)后的零件耐蝕性和耐磨性下降。激光熔覆技術(shù)可顯著提高金屬零件表面的耐蝕性能和耐磨性能，且不需要再進(jìn)行復(fù)雜的處理。

　　1、耐磨鋼件、高合金工具鋼件的修復(fù)激光熔覆技術(shù)主要是在基體與涂層之間形成冶金結(jié)合，因此，激光熔覆技術(shù)對基體材料的要求較低;但激光熔覆涂層與基體之間為冶金結(jié)合，且涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度較低。因此，在選用激光熔覆涂層時(shí)應(yīng)對基體材料的性能進(jìn)行分析;

　　2、在鋼件表面制備耐磨、防腐涂層激光熔覆技術(shù)在鋼件表面制備耐磨、防腐涂層是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，其目的是使工件表面獲得具有耐腐蝕和抗磨損性能的耐磨、防腐涂層。激光熔覆技術(shù)可以在鋼件表面制備一層厚度約為30~100μm的熔覆層，與基體之間為冶金結(jié)合;

　　3、在鋼件上制備抗氧化涂層激光熔覆技術(shù)是通過在鋼件表面形成一層致密且具有很高抗氧化性能的耐磨、防腐涂層。激光熔覆技術(shù)主要分為熱噴涂、熱浸鍍和等離子噴涂三種方法;

　　4、激光熔覆技術(shù)對鋼件表面改性主要體現(xiàn)在：

　?、賹⒓す馊鄹矊优c鋼件之間形成冶金結(jié)合;

　　②用激光熔覆層代替鋼零件部分材料，在鋼零件上形成具有特殊功能和性能的涂層。

激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種利用高能激光束對材料表面進(jìn)行熔化和再凝固的過程。通過控制激光束的能量和形狀，可以在材料表面形成一層具有特定性能的新材料。這層新材料與基材之間形成冶金結(jié)合，具有的機(jī)械性能和耐腐蝕性，能夠有效修復(fù)閘門的磨損和損傷。

　　一、水電閘門激光熔覆修復(fù)原理

　　激光熔覆修復(fù)技術(shù)主要利用激光束的高能量密度，將熔覆材料迅速加熱至熔化狀態(tài)。同時(shí)，激光束與基材表面相互作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)，使基材表面薄層也迅速熔化。熔化的熔覆材料和基材在激光束的作用下實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，形成一層新的、具有性能的熔覆層。熔覆層能夠恢復(fù)閘門的尺寸精度，提高表面硬度、耐磨性和耐腐蝕性，從而延長閘門的使用壽命。

　　二、水電閘門激光熔覆修復(fù)步驟

　　1、表面處理：需要對閘門表面進(jìn)行清理，去除油污、銹跡等雜質(zhì)，確保表面干燥、清潔。然后，對表面進(jìn)行預(yù)處理，如打磨、噴砂等，以提高表面粗糙度和增加熔覆層與基材的結(jié)合力。

　　2、熔覆材料選擇：根據(jù)閘門的材質(zhì)、工作環(huán)境和修復(fù)要求，選擇合適的熔覆材料。熔覆材料應(yīng)具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、高溫性能等。

　　3、激光熔覆設(shè)備調(diào)試：根據(jù)閘門尺寸和形狀，調(diào)整激光熔覆設(shè)備的參數(shù)，如激光功率、掃描速度、熔覆材料輸送速度等，確保熔覆過程穩(wěn)定、可靠。

　　4、激光熔覆修復(fù)：將熔覆材料放置在閘門表面，啟動(dòng)激光熔覆設(shè)備，使激光束按照預(yù)設(shè)的路徑和速度在閘門表面進(jìn)行掃描。在激光束的作用下，熔材料迅速熔化并與基材實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，形成一層新的熔覆層。

　　5、后處理：熔覆完成后，對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行冷卻、清理和打磨，去除多余的熔覆材料和表面不平整部分，使修復(fù)區(qū)域與周圍表面平滑過渡。后，對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保修復(fù)質(zhì)量符合要求。

　　三、水電閘門激光熔覆修復(fù)優(yōu)勢

　　1、修復(fù)精度高：激光熔覆修復(fù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的修復(fù)，恢復(fù)閘門的尺寸精度和表面性能，提高閘門的工作效率和安全性。

　　2、修復(fù)速度快：激光熔覆修復(fù)過程快速、，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的修復(fù)工作，縮短維修周期，降低維修成本。

　　3、修復(fù)質(zhì)量穩(wěn)定：激光熔覆修復(fù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)冶金結(jié)合，形成的熔覆層與基材結(jié)合牢固，不易脫落或開裂，修復(fù)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

　　4、修復(fù)效果好：激光熔覆修復(fù)技術(shù)可以恢復(fù)閘門的表面性能，如硬度、耐磨性和耐腐蝕性，提高閘門的使用壽命和可靠性。

　　總之，水電閘門激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種的修復(fù)方法，具有許多優(yōu)點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景。它的出現(xiàn)為水電閘門的維修和再制造提供了新的解決方案，也為水利工程領(lǐng)域的其他設(shè)備修復(fù)和再制造提供了有益的借鑒。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，相信激光熔覆修復(fù)技術(shù)將在未來的水利工程中發(fā)揮更加重要的作用。