激光熔覆粉末利用率你了解吗?

作者:网站管理员      日期:2020-11-28 16:57      
 

       激光熔覆加工中的成本主要包括电费、人工费、场地费、设备耗材、消耗气体以及粉末等。以市场上现有的ZKZM-6000W高速激光熔覆液压支柱为例,熔覆1m2总费用不到500元,其中粉末费用约为418元,即金属粉末费用占总费用的80%以上(参考熔覆单位平米面积的各项费用)。由此可见金属粉末利用率在激光熔覆加工中是一项非常重要的性能指标,很大程度上决定了整个加工的工艺成本多少。       激光熔覆粉末利用率是指熔覆加工中,最终在基体表面形成熔覆层的有效金属粉与熔覆过程中总的粉末消耗量的比例。工业中测量粉末利用率,可通过计算送粉筒内粉末消耗量与工件最终加工完成(熔覆以及车削完毕后)熔覆层粉末量比较得到。


工业熔覆加工中影响粉末利用率的因素主要有以下几个方面。(1)金属粉末输送不均匀或者送粉量过大。(2)气压设置过大,金属粉输出速度过快,粉末之间出现碰撞,金属粉与熔覆基材表面碰撞溅射。(3)金属粉和激光的作用方式。同轴送粉(粉包光)技术采用多束金属粉周向环绕单束激光,金属粉流有一定的扩束导致外侧的粉末无法吸收激光融化至基体熔池。相比较中心送粉(光包粉)技术采用多束激光包围单束金属粉的方式,可充分保证金属粉吸收激光熔融。实际使用中同轴送粉结构金属粉末利用率为70-80%,而中心送粉结构粉末利用率可达90%以上。(4)激光光束质量较差,光束发散,能量密度低,尤其在熔覆高熔点材料时,不能很好融化金属粉,导致粉末浪费。(5)熔覆层后期加工量。熔覆完成后,后期需要对熔覆层进行车削。常规激光熔覆层一般为1.2mm厚度,车削厚度为0.7mm;而高速激光熔覆厚度为0.7mm,后期抛磨厚度0.2mm;常规熔覆车削掉的粉末是高速熔覆的3倍多,可见高速激光熔覆粉末利用率远远高于常规熔覆。
针对如何提高粉末利用率,节省加工成本,可从以下几点考虑:①尽量选用高速激光熔覆设备工艺加工,熔覆层薄,避免后期较厚熔覆层的车削浪费。②选用中心送粉结构设计,粉末利用率相较同轴送粉,显著提高,且后期使用稳定性高。③摸索合适工艺参数,如气压大小、送粉速度及出粉量、激光功率等,熔覆过程实时监测送粉量以及气压是否正常等。④选用智能集成程度较高整套熔覆设备厂商,设备智能一体化,送粉以及数据监测更智能化,使用也更平稳。
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