Parametri postopka laserskega oplaščanja

Aug 10, 2026 Pustite sporočilo

Glavni procesni parametri za lasersko oblaganje vključujejo moč laserja, premer točke, hitrost oblaganja, količino defokusiranja, hitrost dovajanja prahu, hitrost skeniranja in temperaturo predgretja. Ti parametri pomembno vplivajo na stopnjo redčenja, razpoke, hrapavost površine in gostoto oplaščenega dela. Ti parametri so tudi soodvisni, zaradi česar je proces zelo zapleten. Za ohranjanje teh parametrov znotraj dovoljenega območja postopka laserskega oplaščanja je treba uporabiti ustrezne metode nadzora.

 

Lasersko oplaščenje ima tri pomembne procesne parametre:

Moč laserja: večja kot je moč laserja, več kovine za oblogo se stopi in večja je verjetnost poroznosti. Ko se moč laserja poveča, se poveča globina plasti obloge, okoliška tekoča kovina pa močno niha, se dinamično strjuje in kristalizira, postopoma zmanjšuje ali celo odpravlja število por in postopoma zmanjšuje tudi razpoke. Ko globina plasti oplaščenja doseže svojo mejo, ko se moč poveča, temperatura površine substrata naraste, kar poslabša deformacije in razpoke. Če je moč laserja prenizka, se stopi samo površinski premaz, substrat pa ostane netopljen. V tem primeru se na površini obloge pojavijo lokalizirane krogle in praznine, kar ne doseže cilja površinske obloge.

 

Premer točke: laserski žarek je na splošno krožen. Širina obloge je odvisna predvsem od premera žarka laserskega žarka; ko se premer mesta poveča, se sloj obloge razširi. Različne velikosti pik povzročajo variacije v porazdelitvi energije na površini obloge, kar ima za posledico pomembne razlike v morfologiji in mikrostrukturi dobljene obloge. Na splošno manjše velikosti točk povzročijo boljšo kakovost obloge, ki se zmanjša, ko se velikost mesta poveča. Vendar pa so pretirano majhni premeri točk neugodni za pridobivanje-površinskih slojev obloge.

 

Hitrost oplaščenja (V) ima podoben učinek kot moč laserja (P). Če je hitrost oplaščenja previsoka, se prah zlitine ne more popolnoma stopiti, zaradi česar ni mogoče doseči visoko-kakovostnega učinka oplaščenja; če je hitrost oplaščenja prenizka, ostane bazen staline predolgo, kar vodi do pregorevanja prahu, izgube legirnih elementov in povečanega vnosa toplote v matriko, kar povzroči večjo deformacijo.

 

Parametri laserske obloge ne vplivajo neodvisno na makroskopsko in mikroskopsko kakovost plasti obloge; temveč so med seboj povezani. Za ponazoritev skupnega učinka laserske moči P, premera točke D in hitrosti obloge V je predlagan koncept specifične energije Es:

 

Es=P/(DV) To predstavlja energijo sevanja na enoto površine, ki jo je mogoče upoštevati v povezavi s faktorji, kot sta gostota moči laserja in hitrost obloge.

Znižanje specifične energije je koristno za zmanjšanje stopnje redčenja in je povezano tudi z debelino obloge. Pri konstantni moči laserja se stopnja redčenja plasti obloge zmanjšuje z naraščajočim premerom točke. Ko sta tako hitrost obloge kot premer točke konstantna, stopnja redčenja plasti obloge narašča z naraščajočo močjo laserskega žarka. Poleg tega se s povečanjem hitrosti obloge zmanjša globina taljenja substrata, kar vodi do zmanjšanja stopnje redčenja materiala substrata na plasti obloge.

 

Pri več-laserskem oplaščanju je stopnja prekrivanja glavni dejavnik, ki vpliva na hrapavost površine obloge. Povečanje stopnje prekrivanja zmanjša hrapavost površine, vendar je težko zagotoviti enakomernost območja prekrivanja. Globina območja prekrivanja med prehodi obloge se razlikuje od globine na sredini prehoda obloge, kar vpliva na enakomernost celotne plasti obloge. Poleg tega se bo kopičila zaostala natezna napetost iz več prekrivajočih se slojev obloge, kar bo povečalo lokalno skupno vrednost napetosti in tako povečalo dovzetnost plasti obloge za razpoke. Predgretje in popuščanje lahko zmanjšata nagnjenost k razpokanju obloge.