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激光熔覆与激光合金化的异同
激光熔覆与激光合金化都是利用高能密度的激光束所产生的快速熔凝过程,在基材表面形成于基体相互融合的、具有完全不同成分与性能的合金覆层。两者工艺过程相似,但却有本质上的区别,主要区别如下:
(1)激光熔覆过程中的覆层材料完全融化,而基体熔化层极薄,因而对熔覆层的成分影响极小,而激光合金化则是在基材的表面熔融复层内加入合金元素,目的是形成以基材为基的新的合金层。
(2)激光熔覆实质上不是把基体表面层熔融金属作为溶剂,而是将另行配置的合金粉末融化,使其成为熔覆层的主题合金,同时基体合金也有一薄层融化,与之形成冶金结合。激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零部件的修复与再制造、金属零部件直接制造的重要基础,收到世界各国科学界和企业的高度重视。
激光熔覆是指:通过同步或预置材料的方式,将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中,并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法。
激光熔覆特点:熔覆层稀释度低但结合力强,与基体呈冶金结合,可显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、或电气特性,从而达到表面改性或修复的目的,满足材料表面特定性能要求的同时可节约大量的材料成本。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比,激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点,因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
激光熔覆机也特别适宜于难容金属,耐热合金,钛合金热物理性能差别大的异种金属,体积和厚度差别大的工件以及寒风附近有受热易燃,受热易裂和受热易爆的构件。自动化激光焊接机与真空电子束焊相比,具有不产生X射线,不需真空室,工件体积不受限制等优点。激光焊接可作为终加工,焊缝美观、漂亮,许多情况下寒风可与母材等强。
激光熔覆机可以满足快速微调电阻使之达到的预定值的目的,同样可以用激光技术进行片状电容的电容量修正及混合集成电路的微调。优越的定位精度,使激光微调系统在小型化精密线形组合信号器件方面提高了产量和电路功能。又如激光打标技术也已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。而激光电镀作为新兴的高能束流电镀技术,对微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大意义。目前,虽然激光电镀原理、激光消融、等离子激光沉积和激光喷射等方面还在研究之中,但其技术已在使用。
1. 激光熔覆机的穿透焊
1.5mm双层金属板之间无填料焊接,焊层冶金结合,焊点背面无任何焊接痕迹。适合于焊层背面要求光洁度、有涂层及焊层背面有易燃物品的焊接。焊接后基体不变形。
2. 自熔焊
8mm以下金属板之间对接自熔焊接,冶金结合,焊点连续、均匀,焊缝整洁、无喷溅。
3. 填料焊接
可使用金属粉末、金属丝、金属片作为焊材对各种金属进行焊接,焊接后基体不变形。
激光熔覆机按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类,即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束辐照扫描熔化,熔覆材料以粉、丝、板的形式加入,其中以粉末的形式为常用。