移动式激光熔覆设备主要有前端执行机构和后端设备组成,前端执行机构包括多轴工业机器人、移动承载车体、电气控制系统、送粉机构、激光熔覆头、熔覆喷嘴组成;后端设备包括高功率光纤激光器、水冷机、动力电源箱、保护气体组成。使用同一机器人,不仅可以用于激光熔覆,还可以用于机器人自动打磨,对熔覆完成的零件进行打磨抛光。还可配置模块化的变位机转台,通过总线控制与机器人协同工作。
除此之外,针对大型设备的修复现场,尤其是无法进行拆卸和运输的工件,可移动式激光熔覆设备可提供高质量增材修复工艺的选择。该设备应用不仅解决了大型成套设备连续可靠运行所必须解决的快速抢修难题,避免了拆卸、运输、异地修复、安装的过程,节省了工人劳动强度和修复时间,为企业减少停机时间和避免更换新件和运输的费用。一般综合效益是传统方法的几十倍甚至几百倍
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,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,激光设备改造升级厂家,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,激光设备改造升级多少钱,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。
激光焊接(熔覆)变形小
主要是熔铸区域小,过渡区域小,激光设备改造升级,收缩量小。那么材料在收缩过程中所产生的收缩力,不足以使整个机体变形,这就是所谓激光熔覆不变形的原因(所以当机体尺寸过小时同样会产生变形),这也是激光焊接(熔覆)的优势。
那么,这种焊接应力到哪里去了呢?它主要是释放到熔铸区域和过渡区域了。那么,这就产生了两个问题:
一是熔铸区容易产生裂纹,所以,激光熔覆对材料的延展性要求比较高,如镍基粉末;
二是过渡区应力大,由于激光焊接过程中加热快冷却快,产生的过渡区尺寸过小,造成这一区域应力集中,这就影响了激光焊接(熔覆)的结合效果。特别是在基体与焊材机械性能相差较大时,倾向更严重,甚至产生脱落现象,这就要求在激光熔覆时,格外注意过渡层的材质和厚度设计。
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