Il rivestimento laser, chiamato anche saldatura laser overlay, viene utilizzato nella produzione per rivestire diversi materiali. La tecnologia che ha guadagnato popolarità nel corso degli anni ha diversi vantaggi. Aiuta a proteggere i materiali dall'ossidazione e dalla corrosione. L'utilizzo della tecnologia di rivestimento laser migliora le proprietà complessive della superficie.
Questo articolo esaminerà tutto ciò che devi sapere sul rivestimento laser.
Sommario
Cos'è il rivestimento laser?
Processo di rivestimento laser
Vantaggi del rivestimento laser
Caratteristiche del rivestimento laser
Il rivestimento laser è costoso?
Recenti innovazioni nel rivestimento laser
Conclusione
Cos'è il rivestimento laser?
Rivestimento laser è un processo aggiuntivo nella produzione che conferisce rivestimento su vari tipi di superfici di materiale. In generale, migliora le proprietà superficiali, proteggendo il materiale dall'ossidazione e dalla corrosione. Il processo prevede l'attraversamento di un pool di fusione attraverso la superficie del materiale di base. Allo stesso tempo, viene applicata la materia prima in polvere o filo, che crea un sottile strato di rivestimento.
Il rivestimento indotto dal laser fornisce rivestimenti uniformemente distribuiti. Con un'elevata ripetibilità, gli strati sono privi di fessurazioni e porosità. Presentano inoltre buona adesione, bassa rugosità superficiale, bassa diluizione e minore spreco di materiale. Il processo può essere migliorato regolando la densità, la velocità di spostamento e il diametro dei raggi laser sulla superficie di un oggetto.
Processo di rivestimento laser
Il processo è una deposizione di energia diretta (DED) ed è anche indicato come saldatura a sovrapposizione laser. Quando viene utilizzato nella produzione additiva, viene chiamato deposizione laser di metalli (LMD) o deposizione diretta di metalli laser (DLMD).
Un raggio laser fonde e lega le leghe metalliche a una superficie del substrato o a uno strato precedentemente depositato. Lo strato di rivestimento laser denso è legato metallurgicamente con una diluizione minima dal materiale metallico. L'apporto di calore dovrebbe essere sufficiente per produrre un rivestimento di alta qualità.
Di seguito sono riportati vari processi di rivestimento laser:
Rivestimento laser in un unico passaggio
Nel processo a fase singola, il materiale di rivestimento viene introdotto nel bagno di fusione dove si trasforma in forma fusa sulla superficie del substrato. Quando il raggio laser in movimento lascia lo spazio, la sostanza di rivestimento fusa si solidifica. Di conseguenza, viene creato un rivestimento fine da tracce sovrapposte di movimento laser.
Rivestimento laser in due fasi
L'elaborazione in due fasi prevede la deposizione iniziale del materiale di rivestimento sulla superficie del substrato. Successivamente, il trattamento della superficie impiega il raggio laser in movimento per fondere insieme il materiale di rivestimento e il materiale del substrato. Il rivestimento si solidifica spontaneamente non appena il raggio laser lascia il rivestimento spaziale.
Rivestimento in filo
Durante il processo di rivestimento del filo, il filo viene alimentato direttamente dalla bobina alla torcia fuori asse. Viene quindi riscaldato al di sotto della temperatura di fusione in cui il rivestimento avviene attraverso il sistema di guida del filo.
Questo processo è vantaggioso grazie all'efficienza del 100% nell'utilizzo di materiali di riempimento. È anche un processo pulito che ha varie opzioni per i materiali del filo. Tuttavia, l'assorbimento delle radiazioni nei fili fornisce un output incoerente.
Rivestimento in polvere
Nel rivestimento in polvere, il polvere viene trasmesso dal disco rotante all'ugello di alimentazione. Viene fatto passare attraverso gas di trasporto, ad esempio argon o elio, dove viene applicato il principio di assorbimento. La particella di polvere viene quindi espulsa dai gas di trasporto ad alta velocità.
Ciò si traduce in un rivestimento finale uniforme e riproducibile. Il processo ha vari metodi e materiali di alimentazione. È anche un'opzione migliore per una configurazione 3D.
Vantaggi del rivestimento laser
I laser sono la scelta preferita per la microlavorazione e la lavorazione dei materiali. Sotto il rivestimento laser, si utilizzano parametri come la frequenza di ripetizione dell'impulso, la potenza del laser, la lunghezza d'onda e vari tipi di profili del raggio.
Di seguito i vantaggi attribuiti al laser cladding:
- Assicura l'incollaggio metallurgico di superfici e materiali di base
- Il processo richiede un tempo di esposizione e una profondità del raggio laser ridotti
- Il rivestimento laser produce rivestimenti resistenti rispetto ai rivestimenti a spruzzo termico
- L'elevata qualità della superficie raggiunta e la bassa deformazione riducono la necessità di post-elaborazione
- È altamente efficiente grazie al costo ridotto, al breve periodo di rivestimento laser e al minore spreco di materiale
Caratteristiche del rivestimento laser
Rivestimento laser impiega principalmente basso impatto termico e caratteristiche di grande precisione. Ha anche altre caratteristiche, che includono:
- Rapida velocità di raffreddamento grazie al rapido processo di solidificazione; la velocità sale a circa 106 K/s. È facile ottenere fini rivestimenti cristallini uniformemente distribuiti.
- Richiede minore apporto di calore e distorsione quando si utilizza un rivestimento rapido ad alta densità di potenza. La distorsione può essere ridotta al minimo entro le tolleranze di assemblaggio.
- Basso tasso di diluizione del rivestimento, generalmente inferiore al 5%. Attraverso la regolazione dei parametri laser, il substrato viene saldamente legato metallurgicamente o tramite diffusione interfacciale.
- Lo strato di rivestimento laser ha una vasta gamma di spessori con un rivestimento di alimentazione della polvere a canale singolo da circa 0.2 a 2.0 mm.
- Non ci sono restrizioni sulla scelta della polvere quando si depositano materiali ad alto punto di fusione sulla superficie di oggetti a basso punto di fusione.
- Il processo di rivestimento laser è facile da automatizzare.
- Il processo migliora la deposizione selettiva con un basso consumo di materiale con un eccellente rapporto prestazioni/prezzo.
- Gli strati di raggi che mirano si sovrappongono e quindi possono fondere aree inaccessibili.
Il rivestimento laser è costoso?
Sviluppato oltre 30 anni fa, il rivestimento laser è sempre stato considerato l'ultima opzione tecnologica. Ciò è dovuto all'elevato investimento iniziale e ai costi operativi dell'apparecchiatura laser. Tuttavia, ci sono stati enormi progressi nei moderni laser a stato solido.
L'integrazione della robotica attraverso l'erogazione di fasci accoppiati in fibra ha reso il processo più efficiente e meno costoso. Considerando l'analisi costi-benefici, il rivestimento laser sta vincendo e sta crescendo in modo esponenziale in vari settori industriali.
Recenti innovazioni nel rivestimento laser
Le recenti innovazioni nel rivestimento laser si sono concentrate principalmente sull'aumento della produttività. I progressi mantengono ancora le caratteristiche primarie del rivestimento laser.
Di seguito sono riportati alcuni esempi delle innovazioni:
- Il rivestimento laser ad alta velocità scioglie completamente la polvere additiva nel raggio laser prima di raggiungere il materiale di base. La base solida viene fusa con la polvere fusa attraverso il trasferimento per conduzione di calore.
- Il rivestimento laser a filo caldo fornisce un filo preriscaldato nel processo; questo dispone di più energia laser per fondere il materiale di base con una maggiore velocità di avanzamento.
- Il rivestimento laser utilizza un raggio laser coassiale che alimenta il materiale additivo perpendicolarmente al pezzo. Il laser viene proiettato coassialmente attorno al filo. Ciò migliora l'elaborazione coerente che è indipendente dalla direzione di marcia per la deposizione di metallo laser 3D.
- Il processo di rivestimento laser a punto grande aumenta le dimensioni del punto laser sul pezzo. Ciò consente l'utilizzo di una maggiore potenza laser senza fondere eccessivamente il materiale di base e aumentare la diluizione.
Conclusione
La tecnologia del rivestimento laser ha recentemente fatto passi da gigante nella produzione moderna. Molte aziende di produzione stanno prendendo in considerazione la tecnologia laser per ricondizionare i prodotti OEM. Il processo ha anche migliorato le caratteristiche di corrosione e usura degli articoli.
La guida di cui sopra spiega il processo di rivestimento laser e i suoi vantaggi. Gli acquirenti devono garantire il mantenimento della qualità durante il rivestimento laser. Per trovare l'apparecchiatura di rivestimento laser di tua scelta, visita Alibaba.com.
