数控机床电主轴激光淬火技术应用

(1)主轴及随机附带4个试样，试样直径80mm，壁厚20mm，两端磨平。在采用CO2激光器进行激光硬化前，分别在主轴和试样表面上涂覆一层特别涂料，以增加对激光的吸收。

(2)用5kW的CO2横流式激光器对主轴及试样进行激光淬火，其输出功率P=1800~2000W，扫描速度v=5mm/s，机床转速n=30r/min，扫描宽度2~3.5mm。并采用微机控制淬火机床(工作台)，小型激光切割机，配备灵活通用的工装夹具，大型激光切割机，固定淬火工件作平行移动、转动或合成运动。

(3)激光淬火化后的主轴及试样检验 淬硬层深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;***为***外层极细马氏体 少量残留奥氏体，过渡层马氏体 铁素体 渗碳体，内层为原始***，即回火索氏体。

激光熔覆具有以下特点：

（1）冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，容易得到细晶***或产生平衡态所无法得到的新相，激光切割机，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熔覆时，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***的性能价格比；

（7）光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷；

（8）工艺过程易于实现自动化。

为了消除或减少激光焊接的缺陷，更好地应用焊接方法，提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺，主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外还提出了各种辅助工艺措施，如激光填丝焊（可细分为冷丝焊和热丝焊）、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。(1)功率密度。 功率密度是激光加工中***关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，激光雕刻切割机，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2。(2)激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。(3)激光脉冲宽度。 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。(4)离焦量对焊接质量的影响



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