Le placage au laser, également appelé soudage par superposition au laser, est utilisé dans la fabrication pour revêtir différents matériaux. La technologie qui a gagné en popularité au fil des ans présente divers avantages. Il aide à protéger les matériaux de l'oxydation et de la corrosion. L'utilisation de la technologie de revêtement laser améliore les propriétés globales de la surface.
Cet article passera en revue tout ce que vous devez savoir sur le revêtement laser.
Table des matières
Qu'est-ce que le revêtement laser?
Procédé de rechargement au laser
Avantages du revêtement laser
Caractéristiques du revêtement laser
Le revêtement laser est-il cher ?
Innovations récentes dans le rechargement laser
Conclusion
Qu'est-ce que le revêtement laser?
Rechargement laser est un processus supplémentaire dans la fabrication qui confère un revêtement sur divers types de surfaces de matériaux. En général, il améliore les propriétés de surface, ce qui protège le matériau de l'oxydation et de la corrosion. Le processus implique un bain de fusion traversant la surface du matériau de base. En même temps, une charge d'alimentation en poudre ou en fil est appliquée, ce qui crée une fine couche de revêtement.
Le revêtement induit par laser fournit des revêtements uniformément répartis. Avec une répétabilité élevée, les couches sont exemptes de fissures et de porosité. Ils présentent également une bonne adhérence, une faible rugosité de surface, une faible dilution et un moindre gaspillage de matériau. Le processus peut être amélioré en ajustant la densité, la vitesse de déplacement et le diamètre des faisceaux laser sur la surface d'un objet.
Procédé de rechargement au laser
Le processus est un dépôt d'énergie dirigée (DED) et est également appelé soudage par superposition laser. Lorsqu'il est utilisé dans la fabrication additive, il est appelé dépôt de métal par laser (LMD) ou dépôt de métal par laser dirigé (DLMD).
Un faisceau laser fond et lie des alliages métalliques à une surface de substrat ou à une couche préalablement déposée. La couche de placage laser dense est métallurgiquement liée sous une dilution minimale du matériau métallique. L'apport de chaleur doit être suffisant pour produire un revêtement de haute qualité.
Vous trouverez ci-dessous différents procédés de revêtement laser :
Rechargement laser en une seule étape
Dans le procédé en une seule étape, le matériau de revêtement est introduit dans le bain de fusion où il se transforme en forme fondue sur la surface du substrat. Lorsque le faisceau laser en mouvement quitte l'espace, la substance de revêtement fondue se solidifie. En conséquence, un revêtement fin est créé par des pistes superposées de mouvement laser.
Rechargement laser en deux étapes
Le traitement en deux étapes implique le dépôt initial de matériau de revêtement sur la surface du substrat. Ensuite, le traitement de surface prend le faisceau laser en mouvement pour faire fondre le matériau de revêtement et le matériau de substrat ensemble. Le revêtement se solidifie spontanément dès que le faisceau laser quitte l'espace de revêtement.
Gainage de fil
Au cours du processus de gainage du fil, le fil est directement alimenté de la bobine à la torche hors axe. Il est ensuite chauffé en dessous de la température de fusion où le gainage se produit à travers le système de guidage de fil.
Ce processus est avantageux en raison d'une efficacité de 100 % dans l'utilisation des matériaux de remplissage. C'est également un processus propre qui offre diverses options pour les matériaux de fil. Cependant, l'absorption du rayonnement dans les fils donne une sortie incohérente.
Revêtement en poudre
Dans le revêtement en poudre, le poudre est transmis du disque rotatif à la buse d'alimentation. Il est passé à travers des gaz porteurs, par exemple l'argon ou l'hélium, où le principe d'absorption est appliqué. La particule de poudre est ensuite chassée par les gaz porteurs à grande vitesse.
Il en résulte un revêtement ultime qui est régulier et reproductible. Le processus a diverses méthodes et matériaux d'alimentation. C'est aussi une meilleure option pour une configuration 3D.
Avantages du revêtement laser
Les lasers sont le choix préféré pour le micro-usinage et le traitement des matériaux. Sous revêtement laser, vous utilisez des paramètres tels que la fréquence de répétition des impulsions, la puissance laser, la longueur d'onde et divers types de profils de faisceau.
Voici les avantages attribués au laser cladding :
- Il assure le collage métallurgique des surfaces et des matériaux de base
- Le processus nécessite un temps d'exposition et une profondeur du faisceau laser faibles
- Le revêtement laser produit des superpositions résistantes par rapport aux revêtements par projection thermique
- La haute qualité de surface obtenue et le faible gauchissement réduisent le besoin de post-traitement
- Il est très efficace en raison du coût réduit, de la courte période de revêtement laser et du moindre gaspillage de matériau
Caractéristiques du revêtement laser
Rechargement laser utilise principalement un faible impact thermique et des caractéristiques de grande précision. Il a également d'autres caractéristiques, notamment:
- Vitesse de refroidissement rapide grâce au processus de solidification rapide ; le taux monte à environ 106 K/s. Il est facile d'obtenir des revêtements cristallins fins uniformément répartis.
- Il nécessite un apport de chaleur et une distorsion plus faibles lorsqu'un gainage rapide à haute densité de puissance est utilisé. La distorsion peut être minimisée dans les tolérances d'assemblage.
- Faible taux de dilution du revêtement qui est généralement inférieur à 5 %. Grâce à l'ajustement des paramètres laser, le substrat est fermement lié métallurgiquement ou par diffusion interfaciale.
- La couche de placage laser a une large gamme d'épaisseurs avec un revêtement d'alimentation en poudre à canal unique d'environ 0.2 à 2.0 mm.
- Il n'y a aucune restriction sur le choix de la poudre lors du dépôt de matériaux à point de fusion élevé sur la surface d'objets à point de fusion bas.
- Le processus de revêtement au laser est facile à automatiser.
- Le processus améliore le dépôt sélectif avec une faible consommation de matériau et un excellent rapport performances/prix.
- Les couches de faisceau visant se chevauchent et peuvent ainsi fusionner des zones inaccessibles.
Le revêtement laser est-il cher ?
Développé il y a plus de 30 ans, le laser cladding a toujours été considéré comme la dernière option. Cela est dû à l'investissement initial élevé et aux coûts d'exploitation de l'équipement laser. Cependant, il y a eu d'énormes progrès dans les lasers à semi-conducteurs modernes.
L'intégration de la robotique grâce à la fourniture de faisceaux couplés à des fibres a rendu le processus plus efficace et moins coûteux. Compte tenu de l'analyse coûts-avantages, le revêtement laser gagne et connaît une croissance exponentielle dans divers secteurs industriels.
Innovations récentes dans le rechargement laser
Les innovations récentes en matière de rechargement laser se sont principalement concentrées sur l'augmentation de la productivité. Les avancées maintiennent toujours les caractéristiques principales du revêtement laser.
Voici des exemples d'innovations :
- Le revêtement laser à grande vitesse fait entièrement fondre la poudre d'additif dans le faisceau laser avant d'atteindre le matériau de base. La base solide est fusionnée avec la poudre fondue par transfert de conduction thermique.
- Le revêtement laser à fil chaud fournit un fil préchauffé dans le processus ; cela utilise plus d'énergie laser pour faire fondre le matériau de base avec une vitesse d'alimentation accrue.
- Le placage au laser utilise un faisceau laser coaxial qui alimente le matériau additif perpendiculairement à la pièce. Le laser est projeté coaxialement autour du fil. Cela améliore le traitement cohérent qui est indépendant de la direction de déplacement pour le dépôt de métal par laser 3D.
- Le processus de placage laser à larges points augmente la taille du point laser sur la pièce. Cela permet d'utiliser plus de puissance laser sans faire fondre excessivement le matériau de base et sans augmenter la dilution.
Conclusion
La technologie de revêtement laser a récemment fait de grands progrès dans la fabrication moderne. De nombreuses sociétés de production envisagent la technologie laser pour reconditionner les produits OEM. Le processus a également amélioré les caractéristiques de corrosion et d'usure des articles.
Le guide ci-dessus explique le processus de revêtement laser et ses avantages. Les acheteurs doivent s'assurer que la qualité est maintenue pendant le revêtement au laser. Pour trouver l'équipement de rechargement laser de votre choix, rendez-vous sur Alibaba.com.
