高速激光熔覆设备的技术参数

高速激光熔覆设备是一种先进的快速绿色金属表面处理设备，已被科技部批准为替代镀铬的技术之一。 高速激光熔覆设备具有加工效率高、后续加工量小、成本低、加工精细等特点，是金属激光表面改性技术领域的重大技术突破。

在实际工作中，高速激光熔覆设备所涉及的主要技术参数包括两个方面：一是激光熔覆过程中设备的调试和设置参数，称为加工参数； 二是熔覆完成后熔覆效果好坏的检测与评价参数。

加工参数主要包括激光功率、搭接率、熔覆速度、送粉量、送粉压力和保护气压等五个关键参数。

(1) 激光功率：单位时间内激光器输出的能量。高速激光熔覆设备一般采用kW级激光器，能满足大部分科研生产需要。

(2)重叠率：重叠率一方面影响熔覆层的表面粗糙度，另一方面影响熔覆效率。高速激光熔覆设备的搭接率比较高，一般为60%-80%（普通熔覆的搭接率为30%-50%）。

(3)熔覆速度：熔覆线速度和熔覆效率都可以代表熔覆速度的大小。当熔覆厚度为0.2-1.2mm时，熔覆效率为0.5-1.2平方米/小时。

(4)送粉量：高速激光熔覆设备的送粉量主要与粉末的熔点特性、激光功率、工件运动的线速度有关。必须保证粉末充分熔化，不能过度燃烧粉末。

(5)送粉压力和保护气体压力。高速激光熔覆设备的送粉方式为气动送粉，送粉压力应与送粉量相匹配。 保护气体压力的选择既要在熔池周围形成保护区域以减少氧化，又不能过大影响粉体的飞行路径。

检测参数是高速激光熔覆设备完成后熔覆层质量的测量参数，主要包括熔覆层厚度、结合强度、孔隙率、稀释率、表面粗糙度、表面粗糙度和耐磨性。  .

(1)熔覆层厚度：熔覆层的厚度主要取决于熔覆功率、送粉量和工件的线速度。高速激光熔覆设备可以达到0.2-1.5mm的熔覆层厚度。 在特殊情况下，可以进行多层熔覆以获得更厚的熔覆厚度。 但是，0.5mm以下的熔覆层厚度可以充分发挥高速熔覆的优势。

(2)结合强度：高速激光熔覆与热喷涂的主要区别在于高速熔覆在熔化粉末的同时利用少量能量熔化工件基体，熔融粉末在熔融基体界面处产生原子相互扩散而形成冶金结合。 高速激光熔覆层与基板的结合强度可高达360MPa以上。

(3)孔隙率：出现空洞的主要原因是粉体没有充分熔化，粉体过度氧化。 选择合适的熔覆功率、送粉量和工件移动速度，高速熔覆的孔隙率可以接近于零。

（4）稀释率：指熔敷金属被稀释的程度，用基材在熔覆层中所占的百分比来表示。稀释率对熔覆层性能有较大的影响。稀释率的大小主要受金属粉末流量、熔覆功率和熔覆速率等因素影响。中科中美大量的用户数据表明，高速熔覆的稀释率极低，可降到3%以下。

（5）表面粗糙度：高速熔覆层的表面平整度受搭接率、送粉量大小、载气流压力以及机床运动精度等多方面因素等影响。参数匹配恰当，高速熔覆层的粗糙度可实现热喷涂的效果。

（6）硬度耐磨性：高速熔覆层的硬度耐磨性主要取决于粉末特性。