激光熔覆送粉方式讲解 共10页
激光熔覆送粉方式讲解PPT课件
作业思考题
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点 2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问选择哪个 送粉方式比较合适？为什么？
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图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图 第5页/共9页
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
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小结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好， 通用性强
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm） 过细：粉末易结团 过粗：易堵塞送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干） 3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
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同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
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自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送
粉
方
式
同轴送粉
图2
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同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化，随基材 的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。
图3 同步侧送粉示意图
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同步侧送粉的特点
易堵塞送料喷嘴粉末需预热100120烘干3运动方向变化时送粉量受影响熔覆层表面平整度差同轴送粉激光与粉末流同轴集成焦距调节气体保护循环冷却粉末流道激光束通道等结构图图4同轴送粉喷嘴图图5同轴送粉喷嘴结构示意图同轴送粉粉末预热图图6粉末预热效果小小结1自动送粉方式
激光熔覆PPT课件
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3
二、实验方法
• 1.激光熔覆涂层制备：
• 粉末成分配比：预期性能(耐磨TiC、Cr7C3、
Ti5Si3，耐蚀Cr3Si，抗氧化Al2O3、SiC)、合金相 图(基材+合金粉末)
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4
• 加工工艺参数：激光功率、光斑直径、扫描速
度、送粉速度(粉末预置厚度)、搭接率(多道熔覆)
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5
• 2.组织分析
Wear mass loss (mg) 3.2 10.2 33.5
Mass loss of counterpart (mg) 37.3 99.9 71.1
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• 微动磨损：
P
Stroke
Coating Substrate
Load (N) 20
Frequency (Hz) Stroke (μm) Tempeature (℃) Time (min)
10
600
25/400
20
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19
-
20
3.2 耐蚀性能 • 电化学：阳极极化曲线、交流阻抗谱 • 浸泡：
Corrosion Solution
Sample s
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3.3 抗氧化性能
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谢谢！
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激光熔覆
陈德强 2014.11.13
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1
一、背景介绍
• 磨损、腐蚀等起源于表面。 • 采用表面改性技术在金属材料表面制备各种功能
涂层，耐磨、耐蚀、抗氧化等，内部保持原有金 属材料的性质(低价、性能)的同时提高了材料表 面的特殊性能。 • 常用表面改性方法:电镀、PVD(物理气相沉积)、 CVD(化学气相沉积)、渗碳、渗氮、离子注入、 激光淬火、激光重熔、激光熔覆、等离子熔覆、 等离子喷涂、超音速火焰喷涂等等。
激光熔覆粉末选用讲解PPT学习教案
Ni元素可以提高粉末的润湿性
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激光熔覆粉末选用原则
五、 应具有良好的熔覆工艺性，如良好的造渣、除气、隔气 性能;
1、自熔性合金粉末应用广泛，含有B、Si，具有脱氧除气、 造渣等功能 2、其脱氧产物应形成比重小、熔点低的熔渣覆盖在液态 金属表面，对表面起保护作用，以防止产生夹渣、气孔、 氧化等缺陷
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激光熔覆粉末选用原则
三、粉末材料的热膨胀系数、导热性应尽可能地与工件材料 相接近，以减少熔覆层中的残余应力;
(a)
(b)
(c)
图2 膨胀系数与变形的关系
(a)：热膨胀系数接近 (b)：熔覆层膨胀系数大 (c)：基体膨胀系数大
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激光熔覆粉末选用原则
四、具有良好的润湿性，润湿性与表面张力有关，表面张力 越小，润湿角越小，液态流动性越好，易于得到平整光滑的 熔覆层;
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激光熔覆粉末选用原则
六、 合金粉末的熔点不宜太高也不宜过低。 1、粉末熔点低，液态流动性愈好，愈易控制熔覆层的稀 释率，对获得平整光滑、质量好的熔覆层有利。 2、但粉末熔点太低，易使熔覆层过烧;
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小结
激光熔覆粉末选用原则： 1、根据应用场合选择粉末体系 2、根据所需流动性选择不同形状、粗细粉末 3、粉末与基体热膨胀系数尽可能接近 4、粉末需一定的润湿性 5、粉末具有较好的熔覆工艺 6、粉末熔点适中
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作业思考题
1、激光熔覆合金粉末的选用要遵循哪些原则？ 2、进行纳米粉末的激光熔覆时，是否可以采用同轴送粉？ 为什么？
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激光熔覆粉末选用讲解
会计学
1
激光熔覆工艺方法以及熔覆材料现状-模板
激光熔覆工艺方法以及熔覆材料现状激光熔覆技术的研究始于20世纪70年代,美国AVCO公司就汽车发动机许多易磨损件进行了激光熔覆技术的研究。
按熔覆材料的供给方式不同，激光熔覆工艺方法分为两种：激光熔覆合金预置法和合金同步送粉法。
熔覆材料的加入形式通常有粉末、丝材、板材三种，其中以粉末的形式最为常用。
关键词：激光熔覆，工艺方法，熔覆材料1. 激光熔覆技术激光熔覆技术的研究始于20世纪70年代, 美国AVCO公司就汽车发动机许多易磨损件进行了激光熔覆技术的研究。
1981年英国公司成功在喷气发动机叶片上涂覆钴基合金面并显着提高了其耐磨性。
由于这一新技术具有巨大的发展潜力，并能产生较大的经济效益，因此，在生产中获得了广泛推广及应用。
激光熔覆技术在目前材料表面改性技术中应用较广泛。
激光熔覆是在基体上添加不同成分的材料，利用高能激光束辐照基体，熔覆粉末和基体形成一薄层，这一薄层快速熔化并凝固成形，且基体对熔覆层稀释度极低，因此熔覆层与基体冶金结合良好，可以制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面保护涂层。
2. 激光熔覆工艺方法按熔覆材料的供给方式不同，激光熔覆工艺方法分为两种：激光熔覆合金预置法和合金同步送粉法。
科技论文。
合金预置法合金预置法是在基体的表面上通过一些方法将预涂材料置于其上，然后采用高能激光束辐照，涂层表面吸收能量使熔覆部位迅速升温、气化和熔化，激光束离开后，熔覆层与基体呈现良好的冶金结合。
熔覆材料的加入形式通常有粉末、丝材、板材三种，其中以粉末的形式最为常用。
预置法一般包括粘结法和热喷涂法。
对于粉末类材料，预置的两种方法都可以。
热喷涂主要优点是喷涂效率高、容易控制沉积厚度的均匀性，且与基材接合牢固，这种方法不足之处是粉末利用率低，受工件形状限制和成本相对较高。
粘接法是利用粘结剂，在基底材料的表面上，将粉末调和成膏状涂上，这种方法的不足之处在于效率低，很难得到厚度均匀的涂层，可能会妨碍熔化或引起过渡稀释；同时由于沉积层的导热性不好，会消耗更多的能量；通常仅对熔覆面积较小的工件适用，这种方法在实验室里采用。
实验12-激光熔覆
实验目的1、熟悉激光熔覆的概念、特性和基本方法；2、了解激光熔覆所涉及的激光器、加工机床、送粉器和喷嘴；3、用侧向送粉法在45钢表面进行镍基合金的激光熔覆，优化工艺参数获得良好的熔覆层；4、测量熔覆曾的尺寸，观察显微组织。
实验内容1. 采用侧向送粉法进行激光熔覆实验，基体材料为45钢，熔覆材料为NiCrSiB合金粉末；2. 改变激光功率、光斑大小、扫描速度和送分量，得到不同尺寸的熔覆层，优化参数得到外观饱满光洁的熔覆层；3. 测试熔覆曾的外形尺寸，总结熔覆层外形与工艺参数的关系，观察熔覆层的显微组织。
4.实验原理激光熔覆是一种基于高能激光束的先进涂层制备技术。
用高能激光束局部融化材料的表面薄层形成熔池、同时向熔池中添加一种或几种合金混合粉末，形成与基体牢固冶金结合的高性能涂层，涂层材料自成冶金体系，基体对涂层的稀释率很低，能够在保持基体材料韧性的同时有目的的实现局部表面的高耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化等多种性能，最大限度的实现材料表面与整体、强度与柔韧的良好有机结合，是近些年来材料和激光加工领域的研究前沿。
激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。
同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。
熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。
预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。
同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。
按工艺流程，与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。
实验设备和材料YLS-2000（IPG）光纤激光器、45钢板材（40╳60╳15），Ni基合金粉末。
激光熔覆送粉方式讲解
图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
小 结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉末利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好，
通用性强
作业思考题
图3 同步侧送粉示意图
同步侧送粉的特点
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm）
过细：粉末易结团过粗：易堵来自送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干）
3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点
2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问
选择哪个送粉方式比较合适？为什么？
激光熔覆送粉方式
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光熔覆送粉方式
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光熔覆常见的两种送粉 方式及各自的优缺点。
自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送 粉 方 式
同轴送粉
图2
同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化， 随基材的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。
激光熔覆同步送粉法定义_概述说明以及解释
激光熔覆同步送粉法定义概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍激光熔覆同步送粉法，该技术是一种先进的金属加工方法，能够实现高精度、高效率的材料熔覆和修复。
激光熔覆同步送粉法采用激光束将金属粉末加热至熔化状态，并通过同步送粉装置控制金属粉末的添加量，从而实现对于被加工工件表面的涂覆或修复。
1.2 文章结构本文分为五个部分：引言、正文、解释激光熔覆同步送粉法的特点和优势、说明激光熔覆同步送粉法的工艺流程和设备要求以及结论。
引言部分将对本文研究内容进行概述，并介绍文章结构与目的。
正文部分将详细阐述激光熔覆同步送粉法的定义、原理以及应用领域。
接下来，将在第三部分解释该技术的特点和优势，包括高精度、材料利用率高以及可修复性强等方面。
第四部分将具体说明激光熔覆同步送粉法的工艺流程、设备要求以及操作注意事项，并提供工艺参数设置与优化方法。
最后，在结论部分，将总结本文内容和主要发现结果，并对激光熔覆同步送粉法未来发展进行展望和建议。
1.3 目的本文的目的是为读者提供一个全面了解激光熔覆同步送粉法的框架，包括定义、原理、应用领域以及特点和优势。
通过详细说明工艺流程和设备要求，读者可以了解如何应用该技术进行涂覆或修复工作。
最后，结论部分将回顾文章所述信息，并提供未来发展展望和建议，以促进该技术在相关领域的应用与研究。
2. 正文：2.1 定义激光熔覆同步送粉法激光熔覆同步送粉法是一种先进的表面修复和涂层技术，它通过利用高能量密度的激光束将金属或合金材料加热至熔点，同时通过在熔融池中喷射金属粉末，实现对基体材料表面进行熔覆修复或涂层制备的过程。
该技术可以在原材料不受严重损伤的情况下，在局部区域形成具有优异性能和结构特征的新材料层。
2.2 激光熔覆同步送粉法的原理激光熔覆同步送粉法基于激光加工和材料科学原理，主要包括以下几个关键过程：首先是激光加热过程，高能量密度的激光束通过辐射作用将工件表面局部加热至高温状态；其次是金属粉末喷射过程，喷射装置将金属粉末通过喷嘴喷射到熔融池中，在高温下迅速熔化并与基体材料结合；最后是凝固过程，熔融池在激光束的扫描下逐渐凝固，形成良好的结合界面和致密的熔覆层。
激光熔覆课件
稀释效应是指由于基体材料的熔化，使得熔覆层的成分和组织发生变化的现象。稀释效应对熔覆层的性能有重要 影响。
熔覆层组织与性能
组织
激光熔覆层的组织主要由熔化的基体材料和熔覆材料组成，其组织结构取决于熔覆工艺 参数和熔覆材料成分。
性能
激光熔覆层的性能主要取决于其成分、组织和热处理状态。常见的性能指标包括硬度、 耐磨性、耐腐蚀性和高温性能等。
激光熔覆技术用于修复受损的模具钢，通过 熔覆高熔点合金粉末，使模具表面获得优良 的耐磨、耐热和耐腐蚀性能，显著提高了模 具的使用寿命。
案例二：激光熔覆制备耐磨涂层
总结词
高耐磨性，延长设备寿命
详细描述
利用激光熔覆技术在设备表面制备耐磨涂层，如合金 钢、不锈钢等材料表面熔覆硬质合金粉末，显著提高 了设备的耐磨性能，延长了设备使用寿命。
熔覆层与基体结合强度
影响因素
影响熔覆层与基体结合强度的因素主要 包括基体表面的处理状态、熔覆材料的 成分和熔覆工艺参数等。
VS
结合强度
结合强度是指熔覆层与基体材料之间的粘 附力，是评价激光熔覆层质量的重要指标 之一。
06
激光熔覆案例分析
案例一：激光熔覆修复模具钢
总结词
修复效果好，提高使用寿命
详细描述
粉末或丝材的粒度和纯度对熔覆层的组织和性能有重要影响，需要 选用合适粒度和纯度的粉末或丝材。
粉末或丝材的流量与稳定性
粉末或丝材的流量和稳定性对熔覆层的厚度和均匀性有重要影响， 需要保证粉末或丝材的稳定供给。
加工头与光路系统
加工头的结构与功能
加工头的冷却与保护
加工头是实现激光熔覆加工的核心部 件，其结构与功能对熔覆层的表面质 量和加工效率有重要影响。
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同步侧送粉的特点
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm） 过细：粉末易结团 过粗：易堵塞送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干） 3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
小结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉末利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好， 通用性强
ห้องสมุดไป่ตู้
作业思考题
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点 2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问 选择哪个送粉方式比较合适？为什么？
谢谢！
激光熔覆送粉方式
课程：激光表面改性技术 主讲教师：林继兴
激光熔覆送粉方式
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光熔覆常见的两种送粉 方式及各自的优缺点。
自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送
粉
方
式
同轴送粉
图2
同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化， 随基材的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。