Analisi e soluzioni dei difetti comuni nel laser cladding

Essendo una tecnologia fondamentale per il rinforzo superficiale e la riparazione di apparecchiature-di fascia alta,Rivestimento laserraggiunge il legame metallurgico tra la polvere di lega e la superficie del substrato tramite un raggio laser ad alta-energia, che può migliorare significativamente le proprietà chiave dei pezzi come la resistenza all'usura e alla corrosione. Tuttavia, influenzati da molteplici fattori tra cui il grado di corrispondenza dei parametri di processo, le caratteristiche della polvere, lo stato del substrato e le condizioni ambientali, durante il processo di rivestimento è probabile che si verifichino difetti come porosità, crepe, mancanza di fusione e irregolarità superficiali. Questi difetti ridurranno seriamente la qualità e la durata dello strato di rivestimento e porteranno persino al guasto del pezzo. Pertanto, identificare accuratamente i tipi di difetto, analizzarne le cause e adottare soluzioni mirate è fondamentale per garantire l’applicazione industriale della tecnologia di rivestimento laser.

Durante ilRivestimento laserprocesso, porosità e fessurazioni sono i due difetti più tipici e dannosi. La porosità ha origine principalmente dall'assorbimento di umidità e dal contenuto di gas interno della polvere umida, oppure dal gas generato dalla decomposizione di macchie d'olio e scaglie di ossido sulla superficie del substrato; se il bagno di fusione esiste per un tempo troppo breve, il gas non può fuoriuscire in tempo, formando così dei pori. Le cricche si dividono in cricche calde e cricche fredde: le cricche calde sono per lo più indotte dalla complessa composizione della lega dello strato di rivestimento, dalla formazione di fasi eutettiche a basso punto di fusione durante la solidificazione, combinate con lo stress termico generato dal rapido riscaldamento e raffreddamento; le fessurazioni a freddo sono causate principalmente da eccessive differenze nei coefficienti di dilatazione termica tra il supporto e lo strato di rivestimento e dall'elevata fragilità della struttura indurita del supporto. Inoltre, i difetti di mancata fusione derivano da una potenza laser insufficiente, da un'eccessiva velocità di scansione o da un'alimentazione instabile della polvere, che impediscono un efficace legame metallurgico tra la polvere e il substrato; l'irregolarità della superficie è strettamente correlata alla velocità di scansione, alla velocità di alimentazione della polvere e alla distribuzione non uniforme dell'energia laser.

A seconda delle cause dei diversi difetti, è necessario costruire un sistema di soluzione di processo completo-di "controllo del codice sorgente + ottimizzazione del processo + post-elaborazione". Per quanto riguarda la porosità, la polvere deve essere-asciugata sotto vuoto a 120–150 gradi per 2–4 ore per rimuovere l'umidità prima dell'uso; la superficie del supporto deve essere preventivamente sabbiata e pulita per rimuovere le impuritàRivestimento laser; allo stesso tempo, la potenza del laser e la velocità di scansione dovrebbero essere ottimizzate per garantire un tempo di esistenza sufficiente del bagno di fusione. Per prevenire e controllare le crepe, è necessario selezionare la polvere di rivestimento che corrisponda al coefficiente di espansione termica del substrato, preriscaldare il substrato a 200–400 gradi, adottare un rivestimento multi-strato e multi-passaggio ed eseguire successivamente un trattamento di rinvenimento a bassa-temperatura per rilasciare lo stress. In assenza di fusione, è necessario regolare accuratamente la densità dell'energia laser per fondere la superficie del substrato e garantire la stabilità del sistema di alimentazione della polvere; per risolvere il problema delle irregolarità superficiali, è possibile ridurre la velocità di scansione e abbinare la velocità di alimentazione della polvere con l'energia laser; per pezzi che richiedono elevata precisione è possibile aggiungere lavorazioni successive.

La prevenzione e il controllo diRivestimento laseri difetti risiedono essenzialmente nella precisa corrispondenza dei parametri di processo, delle proprietà dei materiali e delle condizioni ambientali. Con lo sviluppo della tecnologia di elaborazione laser, l'applicazione di mezzi intelligenti come la sagomatura dei punti e il monitoraggio in tempo reale-fornisce un nuovo percorso per l'identificazione accurata e la regolazione dinamica dei difetti. In futuro, una ricerca approfondita sul meccanismo di reazione metallurgica durante il processo di rivestimento, combinata con l'ottimizzazione intelligente del processo, ridurrà ulteriormente il tasso di difetti, promuoverà un'applicazione più ampia della tecnologia di rivestimento laser nella produzione di fascia alta, nella riparazione delle apparecchiature e in altri campi e fornirà un supporto tecnico affidabile per migliorare le prestazioni delle apparecchiature e prolungarne la durata.