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激光熔覆修补机

本设备属于大型激光修补机,可根据客户的实际需求,针对性的配置相关部件(如机械手)以及系统参数的设定来匹配需求。熔覆修补后可显著的改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等,工作效率是传统激光模具修补机的8-10倍。

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激光熔覆介绍

在生产中将激光束作用下把合金粉末或模具钢粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,组织致密,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,可以修补大型模具,以及显著的改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等,工作效率是传统激光模具修补机的8-10倍。

  • 易于实现自动化
  • 不影响基件特性
  • 基件复用率高
  • 降低企业成本

设备特点:

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;

适用材料与应用:

可以应用于不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。

激光修补的应用主要是对基件表面的修复以及提升基件表面的耐腐蚀性(包括耐高温腐蚀)和耐磨性,应用的范围很广泛。例如模具、内燃机的阀门和阀座的密封面,水、气或蒸汽分离器的激光修补等。

激光修补技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,降低成本,节约贵重稀有金属材料。对大型模具以及各类滚轴的保养和修复效率高,可以很好的降低人工,投入产出比客观。

生产工艺概述,有3个重要的工艺参数

1.激光功率:激光功率越大,融化的熔覆金属量越多,产生气孔的概率越大。随着激光功率增加,熔覆层深度增加,周围的液体金属剧烈波动,动态凝固结晶,使气孔数量逐渐减少甚至得以消除,裂纹也逐渐减少。当熔覆层深度达到极限深度后,随着功率提高,基体表面温度升高,变形和开裂现象加剧,激光功率过小,仅表面涂层融化,基体未熔,此时熔覆层表面出现局部起球、空洞等,达不到表面熔覆目的。

2.光斑直径: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径,光斑直径增加,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。但光斑直径过小,不利于获得大面积的熔覆层。?

3.修补速度:修补速度V与激光功率P有相似的影响。修补速度过高,合金粉末不能完全融化,未起到优质修补的效果;修补速度太低,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补速度等因素综合在一起考虑。?

激光修补作业图

焊接样品展示:

  1. 轧辊激光熔覆修补
  2. 特钢激光熔覆修补
  3. 精密辊激光熔覆修补
  4. 模具钢激光熔覆修补

设备参数:

核心组建型号 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
光纤系统1000μm@20m芯径 1000μm,长度 20m ,接口: LLK-D
旁轴熔覆头XHY-C120P300 准直:120mm;焦距:200/300mm(根据需要选型);旁路送粉;接 口:LLK-D
冷水机定制制冷量 10kW,双温控制;为激光 器、加工头、光纤等提供冷却水
机器人系统(机械手)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
送粉机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
稳压电源SBW-30kVA 30kVA,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
空压机W0.9/8: 7.5KW10HP提供压缩空气
冷冻式干燥机10HP,1.5 立方过滤干燥压缩空气
电气配件系统联调电气配件

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