激光熔覆再制造技术的影响因素 -pg电子游戏官网

一、材料

材料是关乎激光熔覆层表面是否表现出优异的耐磨性、耐腐蚀性及抗氧化性等物理特性的关键影响因素。主要由于激光熔覆材料中的合金元素种类及含量决定着表面熔覆层的热膨胀系数、导热性、流动性等一些物理特性和熔覆层组织成分物象种类、数量，而这些物理特性及组织成分最终影响着熔覆层质量、性能及缺陷等问题。

激光熔覆层的质量好坏与选择的粉末材料种类密切相关。因不同种类的合金粉末具有不同的性能及性质，通常激光熔覆再制造技术要求合金粉末材料与基体材料之间具有相似的熔点、热膨胀系数等物理性质，以保证熔覆过程中两者润湿性和匹配性。若热膨胀系数相差较大的两种材料结合，在界面处易产生较大内应力，使熔覆层产生裂纹，严重情况下甚至开裂、脱落。而自熔性合金粉末因其良好的力学性能、成型性及与基体结合良好的匹配性被激光熔覆再制造技术广泛使用。

搅拌设备的叶片和衬板表面要具有良好的耐磨、耐腐蚀性能方可经受起磨粒磨损、撞击磨损、碱性腐蚀等使用工况。

二、工艺参数对激光熔覆层影响

激光熔覆是利用高能量激光将雾化合金粉末快熔快凝，同时具有流动、传质、传热现象的冶金过程。在工艺参数影响激光熔覆层质量因素中，对熔覆层质量和性能起关键作用的主要包括激光功率密度，送粉速度，扫描速度，搭接率等。这些参数的综合协调作用下才能确保熔覆层具有较好质量，最为直观的不会出现气孔、裂纹等宏观缺陷。

（1）激光功率密度是激光熔覆层热量输入的核心控制参数，对激光熔覆层宽度、厚度和稀释率都有较大影响。随着激光功率密度增加，熔覆层的厚度、宽度和稀释率都增加。

（2）扫描速度是指激光光斑在工件上的移动速度，对激光熔覆效率和熔覆的厚度起着关键作用。随着扫描速度的提高，虽然提高了熔覆效率，但代表着光斑在工件表面停留时间降低即单位时间接收的能量减少，熔池存在时间减少，熔覆层冷却速度增大，产生气孔裂纹倾向增大，同时参与形成熔覆层粉末减少，熔覆层的厚度下降。扫描速度过大会造成熔覆层厚度较薄，达不到产品的工业应用标准，影响产品最终使用性能。

（3）搭接率是影响激光熔覆效率和熔覆层平整度的关键工艺参数。减小搭接率可以一定程度上提高熔覆效率，但会使两搭接熔覆层之间形成小的沟壑，导致熔覆层表面不平，平整度降低。搭接率增高虽然可以提高熔覆层平整度，但会造成熔覆效率降低，搭接处出现裂纹气孔缺陷的几率增加，因此需要选择合适的搭接率在保证熔覆层平整度的同时提高熔覆效率。

（4）送粉速度对熔覆层厚度影响尤为明显。在不改变其他工艺参数的条件下，提高送粉速度会使熔覆层厚度增加，但过多粉末输送到熔池内，使合金粉末熔化不充分，一方面导致粉末利用率降低，造成粉末浪费；另一方面粉末出现黏接现象，影响熔覆层表面成型质量。在实际生产过程中，应严格控制送粉速度，在保证熔覆层厚度满足要求的前提下适当降低送粉速度，有效防止粉末因未熔化而浪费。

（图为石油开采设备加工前后对比）

综述所述，激光熔覆再制造技术要获得高质量的熔覆层，需要综合考虑各工艺参数对熔覆层的作用，合理搭配，消除各因素的相互影响，进而制备出组织致密、表面无缺陷、性能优异激光熔覆层。