激光熔覆與激光合金化的異同

激光熔覆與激光合金化都是利用高能密度的激光束所產(chǎn)生的快速熔凝過程，在基材表面形成于基體相互融合的、具有完全不同成分與性能的合金覆層。兩者工藝過程相似，但卻有本質(zhì)上的區(qū)別，主要區(qū)別如下：

（1）激光熔覆過程中的覆層材料完全融化，而基體熔化層極薄，因而對(duì)熔覆層的成分影響，而激光合金化則是在基材的表面熔融復(fù)層內(nèi)加入合金元素，目的是形成以基材為基的新的合金層。

（2）激光熔覆實(shí)質(zhì)上不是把基體表面層熔融金屬作為溶劑，而是將另行配置的合金粉末融化，使其成為熔覆層的主題合金，同時(shí)基體合金也有一薄層融化，與之形成冶金結(jié)合。激光束可聚焦的區(qū)域，可焊接小型且間隔相近的部件，可焊材質(zhì)種類范圍大，亦可相互接合各種異質(zhì)材料。激光熔覆技術(shù)制備新材料是極端條件下失效零部件的修復(fù)與再制造、金屬零部件直接制造的重要基礎(chǔ)，收到世界各國(guó)科學(xué)界和企業(yè)的高度重視

機(jī)床離合器聯(lián)結(jié)、花鍵套、磁軛和齒環(huán)的激光淬火技術(shù)應(yīng)用

機(jī)床離合器聯(lián)結(jié)、花鍵套、磁軛和齒環(huán)等經(jīng)激光淬火后，其質(zhì)量明顯優(yōu)于普通鹽浴或感應(yīng)淬火，解決了聯(lián)結(jié)爪部工作面硬度低、卡爪內(nèi)側(cè)畸變大，花鍵套鍵側(cè)面硬度低、內(nèi)孔畸變超差、小孔處開裂，磁軛和齒環(huán)滲碳淬火畸變大、發(fā)生斷齒、兩者嚙合不良、傳遞力矩不足及發(fā)生打滑等缺陷。激光淬火的功率密度高，冷卻速度快，不需要水或油等冷卻介質(zhì)，是清潔、快速的淬火工藝。

實(shí)例1 電磁離合器聯(lián)結(jié)(見圖7)，材料為45鋼，技術(shù)要求：硬度≥55HRC，淬硬層深度≥0.3mm，爪部直徑畸變≤0.1mm，硬化面積≥80%。

(1)工藝流程

全部機(jī)械加工后，在數(shù)控激光熱處理機(jī)上自動(dòng)進(jìn)行六個(gè)爪的12個(gè)側(cè)面激光掃描淬火。

(2)激光淬火工藝

激光輸出功率P=1000W，透鏡焦距f=350mm，離焦量d=59mm，掃描速度v=1000mm/min，生產(chǎn)節(jié)拍t=45s/件。

(3)檢驗(yàn)結(jié)果

硬度為57~60HRC，淬硬層深度0.3~0.6mm，直徑畸變≤±0.03mm，爪側(cè)面100%淬硬

激光再制造成套設(shè)備，是集光、機(jī)、電一體化的集成系統(tǒng)，采用先進(jìn)的半導(dǎo)體原裝進(jìn)口激光器，配套專用冷水機(jī)組、除塵系統(tǒng)、光路保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、智能化送粉器系統(tǒng)等，組成多附加軸聯(lián)動(dòng)柔性加工系統(tǒng)，具有加工、穩(wěn)定性好、操作安全、外形緊湊、布局合理，滿足金屬工件激光表面改性/再制造等先進(jìn)制造工藝需求，廣泛應(yīng)用于電力、能源、交通、冶金、機(jī)械制造、礦山、石化等領(lǐng)域

自適應(yīng)隨形激光熔覆是解決上述難題一個(gè)行之有效的方法，主要包括以下三個(gè)基本步驟：

1. 采用傳感器進(jìn)行在線檢測(cè)：傳感器可以是接觸式、機(jī)器視覺、激光位移等多種，而且必須要建立起傳感器測(cè)量坐標(biāo)系與機(jī)器人激光熔覆工具坐標(biāo)系間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

2. 自動(dòng)數(shù)據(jù)處理：包括數(shù)據(jù)濾波、重構(gòu)、建模等，一些應(yīng)用還需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模型匹配、缺陷辨識(shí)等智能算法；

3. 自動(dòng)路徑生成和工藝參數(shù)配置：在自動(dòng)數(shù)據(jù)處理所建立模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行分層切片、生成填充軌跡，并根據(jù)缺陷類型，自動(dòng)選擇優(yōu)化工藝參數(shù)。