等离子熔覆与激光熔覆的区别

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等离子体表面改性技术(报告)

等离子体表面改性技术(报告)

等离子体表面改性技术……吴师妹整理I前沿材料表面处理技术是U前材料科学的前沿领域,利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层,取代昂贵的整体合金,节约贵金属和战略材料,从而大幅度降低成本。

科学技术和现代工业的发展,对摩擦、磨损、腐蚀和光学性能优异的先进材料的需要日益增长,这导致了整个材料表面改性技术的发展与进步,其中等离子体表面改性技术发挥了重要作用。

等离子表面处理因其性能的优势和低廉的成本已成为材料科学领域最活跃的研究方向之一。

2等离子体表面改性的原理等离子体是一种物质能量较拓的聚集状态,它的能量范用比气态、液态、固态物质都高,被称为物质的笫四态,存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子,在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子,产生一系列物理和化序过程。

一些粒子还会注入到材料表面引起碰撞.散射、激发、重排、异构、缺陷、晶化及非晶化,从而改变材料的表面性能。

3等离子体表面改性技术的种类根据温度不同,等离子体可分为拓温等离子体和低温等离子体(包括热等离子体和冷等离子体)。

高温等离子体的温度高达10&K〜10吆,在太阳表面、核聚变和激光聚变中获得。

. 丘/体一般为稠离子体,冷等离子体一般为稀薄等离子体。

在材料表面改性技术中,溅射、离子镀、离子注入、等离子化学热处理丄艺应用的是在低压条件下放电产生的低压(冷)等离子体,而等离r 喷涂、等离r淬火及多元共渗相•化、等离子熔覆価冶金等工艺中应用的是低温等离子体中的稠密热等离子体,通常指压缩电弧等离子束流。

3.1低压(冷)等离子体表面处理技术近年来,低压等离子体在表面镀膜、表面改性及表面聚合方面发挥着越来越重要的作用。

3.1.1溅射和离子镀溅射镀膜是基于离子轰击靶材时的溅射效应,采用的最简单装置是直流二极溅射,其它类型的溅射设备有射频溅射磁控溅射、离子束溅射等,其中磁控溅射山于沉积速率高,是U前工业生产应用最多的一种。

等离子、激光堆焊修复实验比较

等离子、激光堆焊修复实验比较

关键 词 :激光 ; 等离 子 ; 焊 堆
中 图 分 类 号 : 4 6 7 P 1 .3 TG 5 . ;T 3 1 1 2
Th n r s f La e a d ng a d Pl s a Tr n f r e c Pr c s i g e Co t a t o s r Cl d i n a m a s e r d Ar o e s n
pa t. r
K e r :l s r p a m a; ui p w edig y wo ds a e ; ls b l u l n d
堆焊是 指将具 有 特定使 用性 能 的合 金材 料借 助 某 种热 源手段 熔覆 于 母 体 材 料 表面 , 赋予 母 材 特 殊 的使用性 能 , 使零 件恢 复 原 有形 状 尺 寸的 工 艺 方 或 法 , 图 1所示 。堆焊 既可 修 复零 部件 因长期 服役 如
摘要 : 焊作 为一 门传 统 高效的表 面工程技 术 , 堆 近年 来有 了许 多新 发展 , 国 内石 化 和 冶金 行 在 业 大型重要 设备 的修 复或 零部件 的 强化 中得 到 了广泛应 用 。通 过在 特定 材料 基体 上进行 等 离子和
激光 两种 方式 的堆焊修 复 实验 , 并对 两种堆 焊层 和基 体进 行金 相分析 以及 硬度 和拉 伸 的测试 比较 , 得 出在特 定基体 上堆 焊的 有效 方式 。
维普资讯
设 计 ・ 究 研
《 电加工与模具}07 20 年第 6 期
等 离 子 、 光堆 焊 修 复 实验 比较 激
彭行 金 , 琦 林 , 民 芳 , 慧君 邓 余 柴
(上海 交通 大学 机械 与动力 工程 学 院 , 海 2 0 4 上 0 2 0)
改进 产 品设 计 , 合理使 用材 料 、 降低生 产成本 或 实现 修 旧利废 , 节约资 源 , 护环境 , 保 都具有重 要意义 ' 。 2 ]

激光等离子熔覆技术 -回复

激光等离子熔覆技术 -回复

激光等离子熔覆技术-回复激光等离子熔覆技术是一种先进的表面处理技术,通过使用激光束将金属粉末熔化并熔覆在基板表面,以达到改善材料性能的目的。

该技术在航空航天、汽车制造、电子设备等行业中具有广泛的应用前景。

本文将详细介绍激光等离子熔覆技术的原理、工艺步骤以及应用领域。

一、激光等离子熔覆技术的原理激光等离子熔覆技术是利用激光器产生一束高能量密度的激光束,通过对金属粉末进行短暂的瞬时加热,使其迅速熔化并喷射到基板表面,形成一层均匀的涂层。

该技术主要依靠以下几个原理实现熔覆过程:1.光热效应:激光束在金属粉末表面聚焦后,能量被吸收并转化为热能,使金属粉末迅速熔化。

2.质量守恒定律:被熔化的金属粉末以一定速度喷射到基板表面,形成一层均匀的涂层。

3.凝固过程:熔融金属在基板上快速冷却,并在凝固过程中形成结晶体,使得涂层具有良好的结构和性能。

二、激光等离子熔覆技术的工艺步骤激光等离子熔覆技术包括前处理、激光设置、喷射参数选择、喷射过程控制以及后处理等多个步骤:1.前处理:包括基板表面的清理、抛光和喷砂等工艺,以确保基板表面的平整和洁净,为后续的涂层喷射提供良好的基础。

2.激光设置:通过选择适当的激光器、激光功率和聚焦度等参数,实现对金属粉末的高效熔化和喷射。

3.喷射参数选择:根据需求选择合适的喷射速度、喷嘴距离和粉末喷射量等参数,以控制涂层的厚度和均匀性。

4.喷射过程控制:通过实时监测喷射过程中的温度和速度等指标,调整喷射参数并控制喷射路径,以确保涂层的质量和一致性。

5.后处理:包括涂层表面的抛光、研磨和涂层晶粒尺寸的调整等工艺,以提高涂层的平整度和光亮度。

三、激光等离子熔覆技术的应用领域激光等离子熔覆技术具有许多优点,如高精度、高效率、低热影响等,因此在诸多领域都有广泛的应用:1.航空航天领域:激光等离子熔覆技术可以用于飞机发动机叶片和外壳的修复和强化,提高其抗磨损和抗腐蚀性能。

2.汽车制造领域:该技术可以用于汽车发动机缸盖、刹车盘等零部件的修复和改良,提高其耐磨性和耐腐蚀性。

等离子焊割 激光焊割 超声波焊割

等离子焊割 激光焊割 超声波焊割

等离子焊割、激光焊割和超声波焊割是现代焊接技术中常见的三种方法。

它们分别利用不同的能量形式来实现材料的熔化和连接。

本文将分别对这三种焊割方法的原理、特点和应用领域进行介绍和分析,以帮助读者更全面地了解这些技术。

1. 等离子焊割等离子焊割利用高温等离子体将金属材料熔化,然后通过等离子体排斥力将熔化的金属材料从焊缝中排除,从而实现焊接或切割。

这种方法具有温度高、速度快、适用范围广的特点,可以在钢铁、铝合金、铜和钛合金等各种金属材料上进行焊割。

在汽车制造、航空航天和电子设备制造等领域得到广泛应用。

2. 激光焊割激光焊割利用高能量密度的激光束将金属材料瞬间加热到熔化温度,并通过激光束的焦点来实现焊接或切割。

激光焊割具有精度高、热影响小、焊缝窄的特点,适用于精密零部件的加工和微细结构的焊接。

在电子器件制造、医疗器械加工和珠宝首饰制作等领域得到广泛应用。

3. 超声波焊割超声波焊割利用超声波振动将金属材料摩擦加热到熔化温度,并通过振动能量来实现焊接或切割。

这种方法具有低温、不产生气体和气体溢出物、焊缝质量好的特点,适用于塑料、陶瓷和玻璃等非金属材料的焊接。

在生物医学工程、食品包装和塑料制品加工等领域得到广泛应用。

等离子焊割、激光焊割和超声波焊割是现代焊接技术中具有代表性的三种方法。

它们各自具有独特的原理和特点,在不同的材料加工和应用领域中发挥着重要作用。

随着科学技术的不断发展,这些焊割方法将进一步得到改进和应用,为人类的生产生活创造更多的可能性。

个人观点和理解:在我看来,这三种焊割方法各有优劣,没有绝对的好坏之分。

在选择使用焊割方法时,需要根据具体的材料和加工要求来进行合理的选择和应用,以实现最佳的效果。

随着材料科学和工艺技术的不断进步,焊割方法也将不断创新和完善,为工业生产和科学研究带来更多的便利和可能性。

等离子焊割、激光焊割和超声波焊割是目前广泛应用的现代焊接技术,它们各自利用不同的能量形式来实现材料的熔化和连接。

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是指利用激光束在基材表面上进行局部熔化,并在其上覆盖一层合金、陶瓷等特殊材料的过程。

随着高新材料的快速发展,激光熔覆技术被越来越广泛地应用于航空航天、船舶、汽车、石化、电子、医疗等各个领域。

与传统的热喷涂等表面处理技术相比,激光熔覆技术具有许多优点。

首先,激光熔覆可以实现对材料表面的精确控制,可以控制所选用材料的成分、粘附度、厚度等参数,以及对目标材料表面的熔化深度等参数进行精细调节。

其次,激光熔覆技术处理过的材料具有非常均匀的表面质量。

这种表面质量的优势还体现在降低了应力、提高了材料的耐磨性和耐腐蚀性等性能方面。

最后,由于激光熔覆是通过对材料进行高温处理来完成的,因此可以快速地完成材料表面的处理,大大提高了生产效率。

激光熔覆技术主要分为逐点激光熔覆和扫描激光熔覆两种。

逐点激光熔覆是指激光束对被处理材料表面进行点焊并进行局部熔化。

这种方法可以精确控制每一个熔化点的形态,大小和深度等参数,适用于处理规则形状和小面积的材料。

扫描激光熔覆是指将激光束沿着被处理材料表面进行扫描,慢慢熔化被处理材料表面上的一整片区域。

这种方法可以用于处理大面积、复杂形状的材料表面,处理效率比逐点激光熔覆高,但难度也相应会增加。

激光熔覆技术在各行各业中的应用是极为广泛的。

在航天航空领域,激光熔覆技术可以用于制造新型发动机涡轮叶片、导向叶片等关键组件,提高航天航空器的飞行效率与安全性能。

在国防军工方面,激光熔覆技术可以用于制造高强度、高硬度等特殊材料的防弹盾、装甲板等,提高战斗力与生产效率。

在医疗领域,激光熔覆技术可以制造出人工骨头、人工关节等修复骨骼、骨折等方面的医疗器材,使医疗技术更为先进、安全可靠。

虽然激光熔覆技术具有很多优势,但这种技术也存在一些问题需要解决。

首先,激光熔覆材料的成本很高,有时甚至高于常规制造方法;其次,激光熔覆技术的处理工艺非常复杂,需要进行专业设计和操作,需要对材料的熔化、涂层与盈余等参数进行精细控制;最后,激光熔覆技术有一定的局限性,比如不能处理很厚的材料,容易产生气孔、裂缝等缺陷。

模具修复的四种方式

模具修复的四种方式

模具修复的四种方式模具修复的四种方式模具在现代工业中具有极其重要的作用,它的质量直接决定产品的质量。

提高模具的使用寿命和精度、缩短模具的制造周期,是许多企业急需解决的技术问题,但在模具使用过程中经常会出现塌角、变形、磨损、甚至折断等失效形式。

所以今天店铺就给大家带模具修复的四种方式介绍,大家一起来看看吧。

氩弧焊修复利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源,由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接的。

目前氩弧焊是常用的方法,可适用于大部分主要金属,包括碳钢、合金钢。

溶化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金,由于价格低,被广泛用于模具修复焊,但焊接热影响面积大、焊点大等缺点,目前在精密模具修补方面已逐步补激光焊所代替。

模具修补机修复模具修补机是修复模具表面磨损、加工缺陷的高新设备。

模具修补机强化模具寿命长,经济效益好。

可以应用各种铁基合金(碳钢、合金钢、铸铁)、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命。

1.模具修补机的原理其是利用高频电火花放电原理,对工件进行无热堆焊来修补金属模具的表面缺陷与磨损,主要特点是热影响区域小,模具修复后不会变形,不用退火,无应力集中,不出现裂纹,保证了模具的完好性;也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理,满足模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等性能要求。

2.应用范围模具修补机可用于机械、汽车、轻工、家电、石油、化工及电力等行业,用于热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧辊以及关键零件等的修复与表面强化处理。

例如,可应用ESD—05型电火花堆焊修复机对磨损、碰伤、划痕的注射模补焊,以及对压铸模如锌铝压铸模的锈蚀、脱落、损伤修复。

机器功率900W,输入电压AC220V,频率50~500Hz,电压范围20~100V,输出百分比10%~100%。

电刷镀修复电刷镀技术是采用一种专用直流电源设备,电源的正极接镀笔,作为刷镀时的阳极;电源的负极接工件,作为刷镀时的`阴极,镀笔通常采用高纯细石墨块作为阳极材料,石墨块外面裹上棉花和耐磨的涤棉套。

熔覆焊接技术

熔覆焊接技术

熔覆焊接技术熔覆焊接技术是一种常用于金属表面涂覆、修复和加固的高效焊接方法。

本文将介绍熔覆焊接技术的原理、应用领域以及常见的熔覆焊接方法。

一、熔覆焊接技术的原理熔覆焊接技术是利用高能热源将涂敷材料加热熔化,然后在基体上形成冷凝层的过程。

熔覆焊接技术的原理主要包括以下几个方面:1. 热源加热:使用不同的热源加热涂敷材料,常用的热源包括电弧、激光、等离子和电子束等。

热源的选择需根据具体的工件性质和要求进行。

2. 涂敷材料:熔覆焊接涂敷材料一般是由基体材料和表面涂层材料组成。

基体材料一般为金属,而表面涂层材料则有许多种选择,常见的有硬质合金、不锈钢、镍合金等。

3. 冷凝层形成:涂敷材料被加热熔化后,与基体接触,形成冷凝层。

冷凝层与基体的连接牢固,可以起到保护和增强的作用。

二、熔覆焊接技术的应用领域熔覆焊接技术在许多领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 工件修复:熔覆焊接技术可以用于修复损坏的工件表面。

比如,当机械设备的工作部位受到磨损或腐蚀时,可以利用熔覆焊接技术进行修复,延长工件的使用寿命。

2. 涂层加固:熔覆焊接技术可以在工件表面形成一层坚固的涂层,提高工件的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。

特别是在航空航天、汽车制造等领域,熔覆焊接技术的应用非常广泛。

3. 金属复合材料制备:熔覆焊接技术可以将两种或多种不同材料进行复合,形成新的金属复合材料。

这种材料既具有各种材料的优点,又能克服各种材料的缺点,广泛应用于航空航天、电子等领域。

三、常见的熔覆焊接方法熔覆焊接技术有多种方法,以下是几种常见的熔覆焊接方法。

1. 火焰喷涂:火焰喷涂是将涂敷材料加热至熔化状态,然后利用高速气流将其喷射到基体上。

火焰喷涂适用于大面积的涂敷和加固。

2. 电弧熔覆:电弧熔覆是利用电弧加热涂敷材料,并与基体融合。

电弧熔覆适用于大部分金属材料的涂敷和加固。

3. 等离子熔覆:等离子熔覆是利用等离子电弧将涂敷材料加热至熔化状态,并在基体上形成冷凝层。

等离子熔覆与激光熔覆的区别

等离子熔覆与激光熔覆的区别

等离子熔覆与激光熔覆的区别等离子熔覆1.技术特点:等离子熔覆机所采用的等离子束,是一种电离弧,比弧焊机热量更集中,所以加热速度更快,为了获得更集中的离子束,一般采用高压缩比孔径,小电流,以便控制基体温度不致太高,避免引起退火变形。

当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。

由于等离子弧为连续工作,造成机体冷却相对较慢,形成的过渡区域比激光熔覆要深一些,这对硬面材料熔覆来说,应力会释放好一些。

2.设备特点:等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来,其电源·喷枪·送粉器·摆动器等,技术门槛低,容易制造,可靠性好,维护使用简单,耗电少,使用成本低,通用性好,生产成本低,适应性好,便于规模化生产,效益显著,对环境要求低,对材料适应广泛。

随着电气技术的进步,我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。

另外设备体积小,重量小,焊枪可以手持把握,这使它使用起来更灵活方便,辅助工装的造价便宜。

3.工艺特点:第一前期处理简单:只需除锈去污去疲劳层即可。

第二送稳:采用氩气送粉,送分精度要求低,可以有一定的倾斜度。

这样就允许手工操作,对于金属修复比较适用。

第三等离子稳定性好:等离子的稳定性好,熔池的形成也易于控制,敷材与机体融合充分,区域过度较好。

第四加热和冷却速度低于激光:熔融状态维持时间长,有利于金相组织均匀形成,排气浮渣较好,在粉末喷出过程中就已经加热,且有氩气和离子气的保护,所以熔覆层均匀度更好,气孔夹渣等缺陷更少。

第五材料选择:等离子加热方式对材料限制少,材料选择更广泛,对碳化物,氧化物的熔覆更容易一些。

激光熔覆1.技术特点2.激光熔覆最重要特点是热量集中,加热快冷却快热影响区小,特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点,也正是这一特殊的加热和冷却过程,在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊·堆焊·普通焊接等)手段,甚至可以产生非晶态组织,特别是脉冲激光更为明显。

激光等离子熔覆技术 -回复

激光等离子熔覆技术 -回复

激光等离子熔覆技术-回复激光等离子熔覆技术是一种先进的表面修复和材料涂覆技术。

它使用激光器产生的高能量激光束,将金属粉末加热到熔化状态,并通过高速离子喷射使其沉积在工件表面上,形成一个坚固耐磨的涂层。

这项技术广泛应用于许多领域,包括航空航天、汽车制造、电子设备等,可以有效地提高工件的耐磨性、耐蚀性和抗高温性能。

本文将以激光等离子熔覆技术为主题,详细介绍它的原理、应用和发展前景。

第一部分:激光等离子熔覆技术的原理激光等离子熔覆技术是利用高能量激光束对金属粉末进行加热,并通过高速离子喷射使其凝结在工件表面上。

整个过程可以分为以下几个步骤:1. 激光加热:激光束聚焦在金属粉末上,通过光能转换为热能,使粉末迅速升温,直至熔化。

2. 离子喷射:熔化的金属经过激光的作用形成等离子体,激光器会向等离子体中注入适当的气体,使其离子化。

高能量的离子会以极高的速度喷射到工件表面,将熔化的金属粉末沉积在工件上。

3. 冷却凝固:工件表面的金属粉末在接触到工件表面后迅速冷却,并与工件表面的金属结合,形成坚固的涂层。

第二部分:激光等离子熔覆技术的应用激光等离子熔覆技术具有广泛的应用前景,可以在很多工业领域中发挥重要作用。

以下是一些典型的应用领域:1. 航空航天:在航空航天领域,激光等离子熔覆技术可以用于修复零件表面的损伤和磨损,提高零件的耐磨性和抗高温性能。

例如,飞机发动机涡轮叶片的修复和表面涂覆可以显著延长其使用寿命。

2. 汽车制造:汽车发动机缸体、气门座圈等零部件表面的磨损和腐蚀问题是制约其寿命和性能的重要因素,激光等离子熔覆技术可以有效修复和加固这些零件的表面,提高其耐久性和可靠性。

3. 电子设备:电子设备中的导电材料往往面临着高温、腐蚀等环境的考验,采用激光等离子熔覆技术可以在导电材料表面形成保护涂层,提高其耐蚀性和耐高温性,确保设备的正常运行。

第三部分:激光等离子熔覆技术的发展前景激光等离子熔覆技术具有许多优势,如高加工效率、灵活性高、精确控制等,因此受到了广泛的关注和应用。

激光焊接与等离子焊的区别

激光焊接与等离子焊的区别

. 激光焊接在微型电机生产中的工艺特点。

激光用来封焊微型电机金属外壳、轴承和轴承套是目前一种最先进的加工工艺方法,主要基于激光焊接有以下特点:(1) 高的深宽比。

焊缝深而窄,焊缝光亮美观。

(2) 最小热输入。

由于功率密度高,熔化过程极快,输入工件热量很低,焊接速度快,热变形小,热影响区小。

(3) 高致密性。

焊缝生成过程中,熔池不断搅拌,气体易出,导致生成无气孔熔透焊缝。

焊后高的冷却速度又易使焊缝组织微细化,焊缝强度、韧性和综合性能高。

(4) 强固焊缝。

高温热源和对非金属组份的充分吸收产生纯化作用,降低了杂质含量,改变夹杂尺寸和其在熔池中的分布,焊接过程中无需电极或填充焊丝,熔化区受污染小,使焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。

(5) 精确控制。

因为聚焦光斑很小,焊缝可以高精度定位,光束容易传输与控制,不需要经常更换焊炬、喷咀,显著减少停机辅助时间,生产效率高,光无惯性,还可以在高速下急停和重新启始。

用自控光束移动技术则可焊复杂构件。

(6) 非接触、大气环境焊接过程。

因为能量来自激光,工件无物理接触,因此没有力施加于工件。

另外,磁和空气对激光都无影响。

(7) 由于平均热输入低,加工精度高,可减少再加工费用,另外,激光焊接运转费用较低,从而可降低工件成本。

(8) 容易实现自动化,对光束强度与精细定位能进行有效控制。

三、激光焊接与现有焊接方法的比较目前传感器、微型电机等密封焊接采用的方法有:电阻焊、氩弧焊、电了束焊、等离子焊等。

2. 氩弧焊:使用非消耗电极与保护气体,常用来焊接薄工件,但焊接速度较慢,且热输入比激光焊大很多,易产生变形。

3. 等离子弧焊:与氩弧类似,但其焊炬会产生压缩电弧,以提高弧温和能量密度,它比氩弧焊速度快、熔深大,但逊于激光焊。

4.电子束焊:它靠一束加速高能密度电子流撞击工件,在工件表面很小密积内产生巨大的热,形成"小孔"效应,从而实施深熔焊接。

电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射,设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制,对韩件装配质量要求严格,非真空电子束焊也可实施,但由于电子散射而聚焦不好影响效果。

激光熔覆技术

激光熔覆技术

激光熔覆技术
激光熔覆技术:
1. 什么是激光熔覆?
激光熔覆是一项重要的金属表面处理技术,它可以在金属表面快速
沉积金属或合金的覆盖层,克服了熔炼时生成的析出物过多问题。


采用比低温熔覆技术更高的激光能量对金属表面进行熔接,实现表面
改性和壳处理。

2. 激光熔覆的优点
(1)性能高:激光熔覆技术可以提高金属表面的耐磨性,抗腐蚀性,耐高温性,强度等性能,使产品能够满足要求。

(2)成本低:激光熔覆技术比传统熔覆技术能节省成本,使生产工
艺不需要耗费大量能源和时间,减少生产成本。

(3)快速部署:激光熔覆技术运行电流受设备控制,可以实现更快
的熔接速度,可以在短时间内完成复杂外形及复杂工件的表面处理,
大大降低生产成本。

(4)效果好:激光熔覆技术可以让表面处理后的产品表面光滑,质
量稳定,无焊接缝,耐磨损,防腐蚀等,达到更好的工艺要求。

3. 激光熔覆的应用
激光熔覆技术广泛应用于机械制造,航空航天、石油、矿山等工业
领域,具有壳覆盖、耐磨护层、元件连接、特种涂层等功能,能使工件表面达到更高的水平。

它可以改善元件的耐磨性,抗腐蚀性及耐高温性等,大大提升产品的服用寿命和质量。

机械制造等离子熔覆技术

机械制造等离子熔覆技术

机械制造等离子熔覆技术机械制造在现代工业生产中扮演着重要角色,不断追求新的技术和工艺来提升产品的质量和性能。

等离子熔覆技术作为一种先进的表面修复和改良手段,逐渐受到广泛关注和应用。

本文将介绍机械制造等离子熔覆技术的原理、优势以及应用案例。

一、等离子熔覆技术的原理等离子熔覆技术主要基于等离子熔敷的原理,通过高能量的等离子束或弧光等离子体将金属材料熔化,然后迅速凝固形成覆层。

该技术通常分为热喷涂和冷喷涂两种方式。

热喷涂是通过等离子弧束将金属粉末或线材熔化,然后喷向基材表面形成覆层。

热喷涂主要应用于表面修复和防护材料的涂覆,具有较高的粘结强度和良好的耐磨性。

冷喷涂是采用等离子束或离子束辅助蒸发沉积的方法,对金属粉末进行加热并喷向基材表面,通过冷却后迅速凝固形成覆层。

冷喷涂主要用于材料改性和功能复合材料的制备,具有优异的结构特性和性能。

二、等离子熔覆技术的优势1. 高效耐用:等离子熔覆技术可以在基材表面形成高硬度、高密度的覆层,大大提升了材料的耐磨、抗腐蚀和抗氧化性能,延长了使用寿命。

2. 节约材料:等离子熔覆技术可将金属粉末或线材以高速喷射方式进行喷涂,粉末利用率高,减少了材料浪费。

3. 可控性强:等离子熔覆技术可以调节等离子体的能量和流量,实现对覆层组织结构和性能的精确控制,满足不同应用需求。

4. 高速施工:等离子熔覆技术具备快速建模的特点,可实现快速修复和改性,减少了制造周期和成本。

三、等离子熔覆技术的应用案例1. 航空航天领域:等离子熔覆技术可用于修复和加固飞机发动机叶片、涡轮盘等关键部件,在提升零部件性能的同时减轻了重量,提高了飞行效率。

2. 能源装备领域:等离子熔覆技术可用于修复和加固燃烧机组部件、蒸汽涡轮叶片等,提高了设备的工作效率和可靠性。

3. 汽车制造领域:等离子熔覆技术可用于汽车发动机气缸壁的修复和改良,提升了气缸壁的抗磨性和散热性能,减少了能源消耗和排放。

4. 石油石化领域:等离子熔覆技术可用于修复和强化油井管道、阀门、泵等设备,在抵抗腐蚀和磨损方面发挥重要作用,提高了油气开采和输送的效率。

等离子熔覆与激光熔覆的区别

等离子熔覆与激光熔覆的区别

等离子熔覆与激光熔覆的区别等离子熔覆1. 技术特点:等离子熔覆机所采用的等离子束,是一种电离弧,比弧焊机热量更集中,所以加热速度更快,为了获得更集中的离子束,一般采用高压缩比孔径,小电流,以便控制基体温度不致太高,避免引起退火变形。

当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。

由于等离子弧为连续工作,造成机体冷却相对较慢,形成的过渡区域比激光熔覆要深一些,这对硬面材料熔覆来说,应力会释放好一些。

2. 设备特点:等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来,其电源·喷枪·送粉器·摆动器等,技术门槛低,容易制造,可靠性好,维护使用简单,耗电少,使用成本低,通用性好,生产成本低,适应性好,便于规模化生产,效益显着,对环境要求低,对材料适应广泛。

随着电气技术的进步,我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。

另外设备体积小,重量小,焊枪可以手持把握,这使它使用起来更灵活方便,辅助工装的造价便宜。

3. 工艺特点:第一前期处理简单:只需除锈去污去疲劳层即可。

第二送稳:采用氩气送粉,送分精度要求低,可以有一定的倾斜度。

这样就允许手工操作,对于金属修复比较适用。

第三等离子稳定性好:等离子的稳定性好,熔池的形成也易于控制,敷材与机体融合充分,区域过度较好。

第四加热和冷却速度低于激光:熔融状态维持时间长,有利于金相组织均匀形成,排气浮渣较好,在粉末喷出过程中就已经加热,且有氩气和离子气的保护,所以熔覆层均匀度更好,气孔夹渣等缺陷更少。

第五材料选择:等离子加热方式对材料限制少,材料选择更广泛,对碳化物,氧化物的熔覆更容易一些。

激光熔覆1.技术特点2.激光熔覆最重要特点是热量集中,加热快冷却快热影响区小,特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点,也正是这一特殊的加热和冷却过程,在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊·堆焊·普通焊接等)手段,甚至可以产生非晶态组织,特别是脉冲激光更为明显。

等离子熔覆与激光熔覆区别

等离子熔覆与激光熔覆区别

等离子熔覆与激光熔覆区别关键词:等离子焊机、耐磨板堆焊机、堆焊机、多功能等离子焊接机、阀门堆焊设备、等离子焊机、磨具修复机、等离子耐磨片微束等离子熔覆与激光熔覆之比较本公司多年从事激光熔覆和微束等离子熔覆工艺的应用实践,对此有一些认识和总结。

一、激光熔覆特点1.技术特点激光熔覆最重要特点是热量集中,加热快冷却快热影响区小,特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点,也正是这一特殊的加热和冷却过程,在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊·堆焊·普通焊接等)手段,甚至可以产生非晶态组织,特别是脉冲激光更为明显。

这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。

但我以为这只是从工件整体宏观讲,而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时,你会看到另一种景象,这一点我将在后面讲到。

2.设备特点激光熔覆目前国内采用采用两种机型;CO2激光器,YAG激光器。

前者为连续输出,熔覆用机一般在3KW以上;YAG激光为脉冲输出,一般在600W左右。

对于设备,一般使用者很难吃透,严重依赖生产方的服务,购买价格昂贵,维护成本、零部件价格很高,再加上设备稳定性和耐受性与国外比较普遍都有差距。

因此激光熔覆机一般用在特殊领域,普通工业制造、维修领域难有效益。

3.工艺特点第一前期处理:激光熔覆一般只需将工件打磨干净,除油,除锈,去疲劳层等,比较简单。

第二送粉:CO2激光器功率较大,一般用氩气送粉;YAG激光功率小,一般用自然落粉的方式。

这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池,倾斜稍大粉末便不能正常送达,激光的使用范围受到限制,特别是YAG激光器。

第三从熔池形成的状态看:由于激光的控制精度高,输出功率恒定,且没有电弧接触,所以熔池大小深度一致性好。

第四加热快冷却快:影响金属相形成的均匀度,也对排气浮渣不利,这也是造成激光熔覆形成气孔,硬度不均的重要原因,特别是YAG激光倾向更严重。

第五材料选择:由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同,造成激光熔覆材料选择限制较大,激光更适于镍基自熔性合金等一些材料,对碳化物,氧化物的熔覆更困难一些。

钛合金融合技术和钛合金熔覆技术

钛合金融合技术和钛合金熔覆技术

钛合金融合技术和钛合金熔覆技术钛合金是一种重要的金属材料,具有优异的力学性能和抗腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。

钛合金融合技术和钛合金熔覆技术是两种常见的钛合金加工技术,本文将分别介绍这两种技术的原理、应用和优势。

钛合金融合技术是指通过热源将钛合金加热至一定温度,使其熔化,并与其他材料进行融合。

常用的钛合金融合技术包括钨极氩弧焊、激光焊接和电子束焊接等。

钨极氩弧焊是最常用的钛合金融合技术之一,它采用直流钨极氩弧焊机进行焊接,通过高温电弧将钛合金加热并融化,然后通过电弧熔化的热量传递给焊缝两端,使其融合在一起。

这种融合技术具有焊缝强度高、成形性好等优点,广泛应用于航空航天和船舶制造等领域。

钛合金熔覆技术是指将钛合金粉末或丝材喷射到基体表面,通过热源使其熔化并与基体表面融合。

常用的钛合金熔覆技术包括等离子熔覆、电弧喷涂和激光熔覆等。

等离子熔覆是一种常用的钛合金熔覆技术,它通过等离子弧将钛合金粉末或丝材加热至高温,使其熔化并喷射到基体表面,然后与基体表面发生冷凝反应,形成一层钛合金涂层。

这种熔覆技术具有熔覆层与基体结合牢固、涂层质量高等优点,广泛应用于航空发动机叶片、石油化工设备等领域。

钛合金融合技术和钛合金熔覆技术在钛合金加工中具有重要的应用价值。

首先,这两种技术可以实现钛合金与其他材料的连接和覆盖,扩展了钛合金的应用领域。

其次,这两种技术可以提高钛合金零部件的性能和寿命,增强其抗腐蚀性能和耐磨性能。

再次,这两种技术可以实现钛合金的精密加工,提高产品的加工精度和表面质量。

此外,这两种技术还可以实现钛合金的修复和再制造,延长其使用寿命,降低生产成本。

尽管钛合金融合技术和钛合金熔覆技术在钛合金加工中具有广泛的应用前景,但仍然存在一些挑战和问题。

首先,钛合金的熔点较高,加工难度大,需要控制好加热温度和焊接速度。

其次,钛合金容易与氧、氮等元素发生反应,形成氧化物和氮化物,降低其性能。

再次,钛合金的价格较高,加工成本较高,限制了其在一些领域的应用。

等离子熔覆——精选推荐

等离子熔覆——精选推荐

真空熔覆技术:该技术具有弧柱截面功率密度分布均匀,稳定性高,吹入等离子束流的合金与陶瓷粉末混合均匀等特点,从而大大提高了设备数控运行和熔覆工艺的稳定性,具有新颖性。

等离子熔覆强化的煤矿板输送机中部槽经下井试验,耐磨损寿命比未熔覆强化提高4倍,比耐磨堆焊提高了1倍以上。

激光熔覆技术:激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

激光熔覆设备该激光熔覆设备,采用YAG固体激光器,激光熔覆最重要特点是热量集中加热快,热影响区小冷却快,特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点,也正是这一特殊的加热和冷却过程,在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊、堆焊、普通焊接等)手段,甚至可以产生非晶态组织,特别是脉冲激光更为明显。

这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。

多功能激光热处理成套设备系列设备介绍:该设备采用了光机电一体化的总体设计,质量可靠,外型美观。

激光器采用华工激光具有国际水平的连续横流CO2激光器,数控系统采用五轴四联动或六轴五联动系统,机床采用拥有自主知识产权的悬臂式结构,特殊设计的高精度飞行光路系统及光头摆动机构,可实现柔性加工。

该设备性能稳定,人机界面清晰,操作简捷易学。

能进行激光相变淬火、激光熔凝淬火、激光合金化、激光熔覆/再制造等加工。

技术特点:●激光器光束特性好,发散角≤3mrad;能无He工作,降低运行成本。

●可选配扩束准直仪,在15m处光斑直径仅为Φ 50mm。

●机床为模块式组装,采用轻巧便捷的飞行光路,通过五轴四联动或六轴五联动的形式,对工件进行灵活高效的加工,X、Y、Z最大行程可达5m×2.5m×0.7m,设有柔性积分聚焦头,进行大幅面和曲面加工,满足各类零件(如轴类、盘类、平面类、齿槽类等零件)的激光加工,回转件的最大尺寸可达3000mm。

激光等离子熔覆技术 -回复

激光等离子熔覆技术 -回复

激光等离子熔覆技术-回复什么是激光等离子熔覆技术?激光等离子熔覆技术是一种先进的表面处理技术,它将激光束和等离子束结合起来,通过将材料加热到临界温度以上并迅速冷却,以在基体表面形成一层密实、致密的覆盖层。

这种技术可以在材料表面形成高质量、高硬度和高耐磨性的涂层,从而改善材料的表面性能和延长材料的使用寿命。

激光等离子熔覆技术的工作原理是怎样的?激光等离子熔覆技术的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 蒸发与等离子化:激光束通过对材料表面进行照射,使得材料表面局部升温。

当材料温度升高到一定程度时,材料表面的部分原子开始蒸发,形成一个等离子体。

2. 等离子束加热:通过对等离子体进行高能电子束或离子束加热,使得等离子体的温度进一步升高。

等离子体中的原子会不断碰撞并传导热量到材料表面,使得材料表面处于高温状态。

3. 覆盖层生成:高温下,蒸发的原子、离子和基体表面的原子会发生反应和结合,形成一层涂层。

这个涂层在快速冷却的过程中,会实现固态结晶变为单质或化合物。

4. 冷却与凝固:经过加热后,通过迅速冷却,涂层会迅速凝固。

在凝固过程中,由于快速冷却的速度,涂层的晶格结构会紧凑有序,形成高硬度、高密度的均质结构。

5. 结构与性能调控:激光等离子熔覆技术可以通过调整激光功率、扫描速度、材料成分和冷却方式等参数来控制涂层的结构和性能。

例如,可以在涂层中引入合金元素或采用多层复合结构,从而更好地满足不同应用的要求。

激光等离子熔覆技术在哪些领域有应用?激光等离子熔覆技术在很多领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 金属加工:激光等离子熔覆技术可以用于金属材料的涂层加工,例如在机械、汽车、航空、航天等行业中,可以加工耐磨、耐蚀、耐高温的表面涂层,提高零部件的使用寿命和性能。

2. 能源领域:激光等离子熔覆技术可以用于涂层材料的制备,例如用于太阳能电池的抗反射涂层、热电材料的改性等。

3. 生物医学:激光等离子熔覆技术可以用于医用材料的表面改性,例如在人工关节、医用器械等方面的应用,可以提高材料的生物相容性和耐磨性能。

3.32 激光焊接与等离子束焊接比较讲解

3.32 激光焊接与等离子束焊接比较讲解

2.2 激光焊接与等离子弧焊接的不同点 (1)等离子弧本质上属于一种受到压缩的电弧,而激光属于单 色性、方向性和相干性好的光子流; (2)激光功率密度最高可达107-109w/cm2,而等离子弧一般为 105w/cm2;激光加热的最高温度也远远超过等离子弧;
(3)激光束容易聚焦、发散和导向,能够与数控设备或机器人
连接,非接触加工,灵活度高; (4)激光焊接设备复杂,成本高;而等离子弧焊机结构简单,
成本低。
图1 等离子弧焊机实物图片
(a)激光焊缝
(b)等离子弧焊缝
图2 激光焊缝和等离子弧焊缝实物照片对比
2.3 激光焊接与等离子弧焊接的应用 (1)激光焊接在汽车、轨道客车、机械电子、管板焊接、医疗 器械等领域应用广范; (2)等离子弧焊接广泛应用于生产,特别是航空航天和尖端工 业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等
激光焊接与等离子束焊接的比较
课程名称:激光加工技术 主讲人:王文权 单位:浙江工贸职业技术学院
激光焊接与等离子电焊接的比较 1.教学目标
掌握激光焊接工艺与等离子弧焊接工艺的不同
特点与应用场合。
2. 激光焊接与等离子弧焊接的对比
2.1 激光焊接与等离子弧焊接的相同点 (1)都属于高能束流熔焊; (2)加热温度高,可焊接高熔点材料; (3)都能以小孔模式进行焊接,实现单面焊双面成形;

激光焊接与等离子弧焊接都属于高能束流焊接工艺,
各有其优缺点,激光焊接因为适应性强,在机械、车辆制 造等多个领域广泛应用,特别是精密焊接的场合;等离子 弧焊接广泛应用于生产,设备成本低。
4. 作业思考题
1)与等离子弧焊接相比,激光焊接的优点有哪些?
2)与激光焊接相比,等离子弧焊接主要优势是什么?
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等离子熔覆与激光熔覆的区别
等离子熔覆
1. 技术特点:等离子熔覆机所采用的等离子束,是一种电离弧,比弧焊机热量更集中,所以加热速度更快,为了获得更集中的离子束,一般采用高压缩比孔径,小电流,以便控制基体温度不致太高,避免引起退火变形。

当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。

由于等离子弧为连续工作,造成机体冷却相对较慢,形成的过渡区域比激光熔覆要深一些,这对硬面材料熔覆来说,应力会释放好一些。

2. 设备特点:等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来,其电源·喷枪·送粉器·摆动器等,技术门槛低,容易制造,可靠性好,维护使用简单,耗电少,使用成本低,通用性好,生产成本低,适应性好,便于规模化生产,效益显着,对环境要求低,对材料适应广泛。

随着电气技术的进步,我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。

另外设备体积小,重量小,焊枪可以手持把握,这使它使用起来更灵活方便,辅助工装的造价便宜。

3. 工艺特点:
第一前期处理简单:只需除锈去污去疲劳层即可。

第二送稳:采用氩气送粉,送分精度要求低,可以有一定的倾斜度。

这样就允许手工操作,对于金属修复比较适用。

第三等离子稳定性好:等离子的稳定性好,熔池的形成也易于控制,敷材与机体融合充分,区域过度较好。

第四加热和冷却速度低于激光:熔融状态维持时间长,有利于金相组织均匀形成,排气浮渣较好,在粉末喷出过程中就已经加热,且有氩气和离子气的保护,所以熔覆层均匀度更好,气孔夹渣等缺陷更少。

第五材料选择:等离子加热方式对材料限制少,材料选择更广泛,对碳化物,氧化物的熔覆更容易一些。

激光熔覆
1.技术特点
2.激光熔覆最重要特点是热量集中,加热快冷却快热影响区小,特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点,也正是这一特殊的加热和冷却过程,在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊·堆焊·普通焊接等)手段,甚至可以产生非晶态组织,特别是脉冲激光更为明显。

这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。

但我以为这只是从工件整体宏观讲,而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时,你会看到另一种景象,这一点我将在后面讲到。

3.2. 设备特点
4.激光熔覆目前国内采用采用两种机型;CO2激光器,YAG激光器。

前者
为连续输出,熔覆用机一般在3KW以上;YAG激光为脉冲输出,一般在600W 左右。

对于设备,一般使用者很难吃透,严重依赖生产方的服务,购买价格昂贵,维护成本、零部件价格很高,再加上设备稳定性和耐受性与国外比较普遍都有差距。

因此激光熔覆机一般用在特殊领域,普通工业制造、维修领域难有效益。

5.3. 工艺特点
6.第一前期处理:激光熔覆一般只需将工件打磨干净,除油,除锈,去疲劳层等,比较简单。

7.第二送粉:CO2激光器功率较大,一般用氩气送粉;YAG激光功率小,一般用自然落粉的方式。

这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池,倾斜稍大粉末便不能正常送达,激光的使用范围受到限制,特别是YAG 激光器。

8.第三从熔池形成的状态看:由于激光的控制精度高,输出功率恒定,且没有电弧接触,所以熔池大小深度一致性好。

9.第四加热快冷却快:影响金属相形成的均匀度,也对排气浮渣不利,这也是造成激光熔覆形成气孔,硬度不均的重要原因,特别是YAG激光倾向更严重。

10.第五材料选择:由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同,造成激光熔覆材料选择限制较大,激光更适于镍基自熔性合金等一些材料,对
碳化物,氧化物的熔覆更困难一些。

关于熔覆中的几个问题
1. 关于焊接应力:我们必须建立一个概念,不管使用了什么样的名词(如焊接·堆焊·喷焊·熔覆等)都是在加热的情况下,在金属基体上的熔铸,那么从加热到熔铸,再到冷却这一过程中,必然产生应力。

除了极特殊材料,一般影响最大的还是收缩应力,不同的焊接方式,无非是从加热方式速度,填充材料和一些其它条件不尽相同。

那么减少这种应力对基体及熔铸层的影响,都是我们追求焊接质量时要考虑的重要方面。

我以为,收缩应力无法避免,那么应力释放才是解决焊接应力问题的关键。

也就是说这种收缩应力释放到哪里,从机体到熔铸区域应力如何分配,才是我们需要而且能够解决的问题。

2. 为什么激光焊接(熔覆)变形小:主要是熔铸区域小,过渡区域小,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性的原因(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。

3. 为什么等离子熔覆(堆焊)不易产生裂纹·气孔等缺陷:主要原因有三。

一是等离子做热源进行熔覆(堆焊)与埋弧焊气保焊等热量更加集中,离子弧稳定性更好,没有电极熔耗,输出热量均匀,便于控制,这样使得熔铸区热量分布均匀,材料熔合充分均匀,排气浮渣都充分,收缩应力分布均匀。

二是由于等离子设备控制精度高,对熔铸区和过渡区的控制方便,且均匀度好,应力分配更容易控制合理。

三是用氩气保护不需要各种添加剂,也不存在排氢,氧化等问题,所以等离子熔覆(堆焊)更适合大面积,大厚度,高质量的硬面熔铸(如高锰·高铬陶瓷材料等)适合于制造耐磨板、阀门、轧辊等。

4. 熔覆的工艺性:关于激光熔覆和等离子熔覆,有许多同行发表了很多文章,大部分都强调激光的优势,这也是大家所追求的目标。

然而,多数是从微观角度用金相分析的方法评价激光的。

但凡事都有其两面性,激光熔覆也有其劣势。

在工艺方面就有许多限制,在生产实际中更需要高的操作技能,给许多客户造成困难。

我认为主要是加热快,冷却快造成的熔覆层熔融时间过短造成光斑外缘和内缘差别大,组织形成不均匀,应力分配不匀,排气浮渣不充分,造成硬度不均,易形成气孔夹渣等问题,难以获得大面积完美的熔覆层,YAG激光尤其为甚。

所以激光熔覆从选材到操作都应格外细致。

等离子熔覆相对激光讲输入热量大,基体变形量比激光大。

但其熔融充分,硬度分布均匀,排气浮渣彻底。

材料选择范围广,易于操作,易获较为完好的整体熔覆层,成本低,效益好。

因此在大面积,大厚度,熔覆方面有着明显优势。

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