激光再制造技術(shù)作為一種先進(jìn)的工業(yè)修復(fù)技術(shù),其成功實(shí)施依賴于一系列關(guān)鍵設(shè)備的協(xié)同工作以及對(duì)工藝參數(shù)的精確優(yōu)化。這些關(guān)鍵設(shè)備的性能和工藝參數(shù)的合理選擇直接影響著修復(fù)質(zhì)量、效率和成本。了解和掌握激光再制造技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備及其功能,以及如何優(yōu)化工藝參數(shù),對(duì)于提高激光再制造技術(shù)的應(yīng)用水平具有至關(guān)重要的作用。
激光類型與特點(diǎn)
激光發(fā)生器是激光再制造技術(shù)的核心設(shè)備,目前常用的激光類型包括 CO₂激光、Nd:YAG 激光、光纖激光等。CO₂激光波長(zhǎng)較長(zhǎng),對(duì)某些材料(如陶瓷、高分子材料等)具有較好的加工性能,其能量轉(zhuǎn)換效率較高,但光束質(zhì)量相對(duì)較差。Nd:YAG 激光波長(zhǎng)較短,可通過光纖傳輸,光束質(zhì)量較好,適合于對(duì)金屬材料進(jìn)行高精度加工,但能量轉(zhuǎn)換效率較低。光纖激光具有高光束質(zhì)量、高功率密度、高效率等優(yōu)點(diǎn),在激光再制造領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。例如,在修復(fù)金屬零部件時(shí),光纖激光能夠更有效地將能量傳遞到材料表面,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的熔化和熔覆。
激光功率與能量穩(wěn)定性
激光發(fā)生器的功率和能量穩(wěn)定性對(duì)激光再制造質(zhì)量至關(guān)重要。功率的大小決定了激光對(duì)材料的加熱和熔化能力,不同的修復(fù)任務(wù)需要不同功率的激光。例如,在修復(fù)大型、厚壁零部件時(shí),需要較高功率的激光來確保材料能夠充分熔化;而對(duì)于一些精密零部件的修復(fù),則需要較低功率的激光以避免過度熔化和損壞。同時(shí),激光能量的穩(wěn)定性影響著修復(fù)過程的一致性。如果激光能量波動(dòng)較大,會(huì)導(dǎo)致修復(fù)區(qū)域的材料性能不均勻,出現(xiàn)缺陷。因此,先進(jìn)的激光發(fā)生器通常配備有能量反饋和穩(wěn)定系統(tǒng),以保證激光輸出的穩(wěn)定性。
送粉方式
送粉系統(tǒng)的作用是將修復(fù)材料粉末準(zhǔn)確地輸送到激光作用區(qū)域。常見的送粉方式有重力送粉、氣動(dòng)送粉和機(jī)械送粉等。重力送粉是利用粉末自身的重力將其輸送到熔池,這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但送粉精度較低,容易受到粉末流動(dòng)性和堆積的影響。氣動(dòng)送粉是通過氣體的流動(dòng)帶動(dòng)粉末,具有送粉速度快、精度較高的優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離送粉,但需要精確控制氣體流量和粉末濃度。