激光熔覆 – 它是什么以及在哪里有效

使用TIG或MIG/MAG方法进行机器再生通常会导致变形、材料弱化，并需要进一步加工。激光熔覆允许磨损组件恢复出厂强度，甚至超越它 - 而不会对材料结构产生破坏性影响。了解什么是激光熔覆，它在哪里效果最佳，以及它的最大优势是什么。

什么是激光熔覆？

简而言之：这是一个过程，其中集中的激光束熔化额外材料（以粉末或丝状形式），在组件表面创建冶金结合。这样逐层重建现有零件。结果如何？一种冶金的、致密的连接，具有最小的孔隙率。涂层成为零件的一个整体部分，而不仅仅是额外的"补丁"。

熔覆与激光焊接 - 区别

激光焊接的目的是将两个或多个独立元素连接成一个整体。这里，焊缝很重要，它将所有元素连接在一起。

激光熔覆不是将元素连接在一起。它的目的是改善已有组件表面。熔覆是在一个元素上添加新层，以便：

• 重建它，使其恢复到出厂尺寸，

• 加强它，赋予它新的特性 - 例如，硬度、耐腐蚀性、耐磨性。

哪些材料可以进行激光熔覆？

这项技术可处理各种材料：从钢材（不锈钢、碳钢、镀锌钢），到镍、钴和钛合金，再到铝合金或更难加工的铜合金。此外，它允许组合不同的合金，创造独特的、梯度结构，具有均质材料所不具备的特性。

激光熔覆技术如何工作？

这是一个归结为四个步骤的过程：

1. 瞄准：将集中的激光束指向修复组件的表面。熔覆极其精确 - 我们谈论的是在直径为毫米分数的点上聚焦能量。

2. 熔化：激光在瞬间在金属表面创建一个小的、完全受控的液态金属"池"。

3. 添加：精确地在这个焊接池中，同时，送入额外的材料 - 金属粉末流或细丝。

4. 连接：额外材料立即与液态基材金属混合。当激光束移动到更远处时，这种混合物立即凝固，形成一个新的、完美光滑均匀的层。

整个过程重复进行，直到恢复组件的原始形状和尺寸。这项技术的全部优势源于两个事实：

• 这是一种冶金连接。新层成为组件不可分割的一部分，与之形成统一结构。因此，涂层对磨损和开裂具有极强的抵抗力。

• 这是一个"冷"过程。激光能量传递如此迅速且在如此小的点上，以至于零件的其余部分没有时间升温。这消除了变形和内部应力的问题，这是传统焊接方法的祸根。

因此，在很短的时间内，可以获得人手无法达到的精确修复零件，而没有破坏质量的副作用。

技术参数和对质量的影响

在激光熔覆过程中，您可以调节参数以达到所需效果。这些参数是：

• 激光功率和焊缝几何形状。您控制功率和材料渗透到基材的深度。您控制光束聚焦，决定熔覆轨道的宽度。您可以创建薄的保护涂层并重建更大的缺陷。

• 过程速度。TIG、MIG/MAG可能很慢。激光工作瞬间完成。先进系统，如使用EHLA技术的系统，以每分钟数百米的速度应用材料。这不是打字错误。

• 热影响区（HAZ）。在TIG、MIG/MAG焊接中，热量会导致应力、变形和结构弱化。激光工作方式不同。它在很小的点和短时间内传递巨大的能量。在组件的其余部分有时间升温之前，过程已经完成。效果？最小的热影响区（HAZ）。实际上，这意味着零件不会失去其原始机械特性，通常不需要额外加工。

材料送入方法有哪些？

您有两条路径：

丝材熔覆 - 精确性和成本控制

这是优先考虑经济效益的选择。丝材比粉末便宜，且过程产生的材料损失可忽略不计。您可以完全控制沉积物的化学成分，这保证了可重复的结果。

• 优点：材料成本更低，损失最小，涂层特性一致。

• 缺点：可用材料选择较少，过程比使用粉末时慢。

粉末熔覆 - 速度和多功能性

当时间很重要且您需要非标准特性时，粉末形式的额外材料开辟了全新的可能性。可用材料范围巨大 - 从各种金属合金到陶瓷。

• 优点：材料选择巨大，效率和过程速度更高。

• 缺点：粉末成本更高，需要使用除尘系统。

激光熔覆在哪里效果最佳？

这项技术不是通用解决方案。它的优势在于三个关键因素决定整个项目的盈利能力的地方。这些因素是：精确性、耐久性和时间。

• 汽车工业和机械工程：轴、注塑模具或发动机组件的再生。您可以以一小部分价格恢复它们的出厂强度，而不是购买新的。

• 航空和航天：修复和加强飞机发动机涡轮叶片。激光允许处理必须承受极端温度和负载的轻质、先进合金。

• 能源和石化：重建风力和燃气涡轮机组件、轴或轴承。在最苛刻的环境中创建耐磨和耐腐蚀的涂层。

• 工具行业：再生磨损的模具、冲模和切削工具。您可以将昂贵工具的寿命延长数倍，而不是丢弃它们。

• 医学：修复和创建植入物和手术器械。激光精度保证完美光滑、卫生和耐用的连接。

激光技术解决了工业最苛刻分支中的实际问题。如果您想了解如何将这些可能性转化为具体数字，请阅读：阅读：何时投资激光焊机以及如何计算投资回报。

激光熔覆的关键优势 - 它能击败TIG、MIG/MAG吗？

1. 精确性

激光束将能量聚焦在直径为毫米分数的点上。热影响区（HAZ）最小。实际上，这意味着没有变形和材料应力。再生后的组件保持其尺寸和机械特性。不再需要昂贵的校正加工。

2. 速度

该过程明显快于传统方法。短周期减少了机器停机时间并加速了订单完成。先进技术，如EHLA（超高速LMD），实现每分钟数百米的熔覆速度。

3. 耐久性

激光熔覆涂层致密、均匀且无孔隙。与基材的冶金结合确保了对开裂、磨损和腐蚀的抵抗力，从根本上延长了零件寿命。

4. 自动化

该过程可以完全自动化并与工业机器人和CNC系统集成。这保证了每个细节的相同质量 - 这是手工工作无法达到的，尤其是在批量生产中。

充分利用自动化潜力需要操作员掌握新技能，但团队实施不必成为障碍。看看专业的激光焊接培训是什么样的，以及如何有效地将这项技术引入您的公司。

激光熔覆 - 投资前需要了解什么？限制和成本

精确性？速度？耐久性？硬币还有另一面。

• 高投资成本：购买完整的激光系统（光源、头部、控制）是一项明显超过购买MIG/TIG焊机的费用。这是一项必须有坚实商业理由的投资。

• 要求和操作：4类激光需要严格的安全程序和经过培训的操作员。

• 对准备的敏感性：激光对不准确性毫不留情。它需要干净的表面和精确的零件定位。它不能容忍大间隙或不规则性。

高投资成本可能会鼓励在市场上寻找更便宜的替代品。值得记住的是，低价格往往伴随着隐藏的妥协，这可能影响可靠性和精确性。在做决定之前，请检查廉价激光焊机中隐藏的陷阱。

总结 - 激光熔覆适合您的公司吗？

激光熔覆不是适合每个公司的技术。如果您生产简单组件，毫米偏差无关紧要，现有方法可能仍然足够。但如果您在质量和精确性上竞争，这项技术就成为必要。您看到潜力但不确定激光熔覆是否适用于您的特定情况以及投资是否会回报？让我们在免费咨询期间讨论您的需求，我们将帮助评估这项技术对您公司的盈利能力。