Dit artikel besjocht de ûndersyk foarútgong fan laser cladding technology, covering de basisprinsipes fan laser cladding, materiaal seleksje, proses parameter kontrôle, apparatuer konfiguraasje en yndustriële tapassing. Laser beklaaiïng hat grutte tapassing perspektyf yn it ferbetterjen fan de oerflak prestaasjes fan materialen fanwege syn lytse waarmte-oandwaande sône en hege bonding sterkte. It artikel beskriuwt de seleksjekritearia fan laserbekledingsmaterialen, de ûndersyks- en ûntwikkelingsstatus fan metalen / keramyske / gearstalde materialen, analysearret de optimisaasjestrategy fan parameters foar laser / scannen / gasbeskerming, besprekt de ûntwikkelingsrjochting fan apparatuer lykas lasers / sproeiers / kontrôle systemen, en listet foarbylden fan tapassing yn loftfeart, auto, metallurgy en oare fjilden. Fierdere ynnovaasje fan laser cladding technology en apparatuer sil befoarderje de wichtige rol fan dizze technology yn it ferminderjen fan libben syklus kosten en ferbetterjen produkt betrouberens.

Laser cladding technology is in technology dy't brûkt hege-power laser as waarmte boarne te smelten de cladding materiaal en dan deponearje it op it oerflak fan de cladding materiaal te generearjen in cladding laach. Yn ferliking mei tradisjonele cladding technology, laser cladding hat de foardielen fan lytse waarmte-oannommen sône, hege bonding sterkte, en hast gjin foarbehanneling fan de cladding materiaal, dat kin berikke lokale precision reparaasje. De laser cladding laach hat in gradient struktuer mei it substraat, dat is befoarderlik foar it ferminderjen fan termyske stress en oerbleaune stress en ferbetterjen bonding sterkte. Sûnt de laser cladding technology waard foarsteld yn de jierren 1960, mei de ûntwikkeling fan laser technology en materiaal wittenskip, it is wurden in kaai technology in soad brûkt op it mêd fan oerflak engineering.

Yn ferliking mei gas fakkel cladding, laser cladding hat in smel waarmte-oandwaande sône, lytse oerbleaune stress, en bytsje termyske effekt op it substraat. Yn ferliking mei plasma spuiten, de laser cladding laach is stevich laske oan it substraat en hat hege bonding sterkte. Yn ferliking mei elektroanen beam cladding, laser cladding kin wurde eksploitearre sûnder fakuüm en is maklik te automatisearjen. Yn it algemien, laser cladding kombinearret de foardielen fan hege macht tichtens, sterke collimation, en hege kontrôle fleksibiliteit fan lasers tidens de cladding proses, wêrtroch't it hawwe dúdlik foardielen yn materiaal oerflak modifikaasje.

Laser cladding technology kin foarmje in coating mei spesifike gearstalling en eigenskippen op it oerflak fan metalen of net-metaal materialen, en berikke unike wear ferset, corrosie ferset, oksidaasje ferset, hege temperatuer ferset, wurgens ferset en oare multi-funksjes fan it materiaal oerflak , dy't it tapassingsgebiet fan it materiaal sterk útwreidet. Laserbekledingstechnology is in protte brûkt yn in protte yndustriële fjilden lykas loftfeart, auto's, mallen, metallurgy, masines, gemikaliën, fotovoltaïka, biomedisyn, ensfh., Wat fan grutte betsjutting is foar it ferbetterjen fan produktprestaasjes en libben.

1 Undersyk nei materialen foar laserbekleding

1.1 Seleksje en skaaimerken fan laser cladding materialen
It selektearjen fan gaadlike bekledingsmaterialen is krúsjaal foar it krijen fan heechweardige bekledingslagen. Yn 't algemien is poerbêste prestaasje foar laserabsorption fereaske, en parameters lykas it smeltpunt, tichtens, diffusiviteit en oerbliuwende stress fan it materiaal wurde beskôge. Faak brûkte materialen omfetsje metalen poeders (kobalt-basearre, nikkel-basearre, ensfh), keramyske poeders (aluminium okside, silisium carbide, ensfh), en pre-legearre ferbiningen of miks makke fan boppesteande materialen. Funksjonele gradientmaterialen kinne ek wurde ûntwurpen mei ferskate materialen.

Neist goede laser absorption prestaasje, cladding materialen moatte ek hawwe in matige smeltpunt, hege stabiliteit, goede wettability en metallurgyske koppeling mei it substraat. Metal cladding materialen kinne soargje goede ductility en tichtens, wylst keramyske cladding materialen hawwe hege hurdens en gemyske stabiliteit. Troch rasjoneel selektearjen fan materialen kin in gearstalde bekledingslaach mei meardere eigenskippen krigen wurde.

1.2 Funksjes en prestaasjes fan laser cladding materialen
Troch it selektearjen fan ferskate materialen foar laserbeklaaiïng, kinne poerbêste hurdens, wearbestriding, korrosjebestriding, termyske wurgensbestriding, oksidaasjebestriding, hege temperatuerbestriding, biokompatibiliteit, ensfh. De prestaasjes fan de beklaaiïng laach is nau besibbe oan faktoaren lykas materiaal gearstalling en de grutte fan 'e komponinten, laser proses parameters, ensfh Bygelyks, troch selektearjen fan metaal-keramyske gearstalde materialen lykas WxC-NiCrBSi, in wear-resistant cladding laach mei sawol metalen duktiliteit en hege keramyske hurdens kinne wurde krigen. Mei help fan Inconel 718 alloy cladding materialen, in hege temperatuer corrosie-resistant en oksidaasje-resistant cladding laach kin wurde krigen. Boron nitride cladding materialen kinne soargje foar in hege oerflak hurdens. Bekledingsmaterialen fan titaniumlegering kinne poerbêste biokompatibele bekledingslagen krije.

1.3 Undersyk status en ûntwikkeling trend fan laser cladding materialen
De materiaal gearstalling fan laser beklaaiïng is in tige wichtige faktor fan ynfloed op de prestaasjes fan beklaaiïng coating. As de tapassingsomjouwing fan technykûnderdielen hieltyd komplekser en hurder wurdt, moatte de coatingfunksjes mear en mear ferskaat wêze en de prestaasjes wurde hieltyd better. Dêrom kin in inkele coating materiaal net mear foldwaan oan de applikaasje easken. It gearstalde fan coatingmaterialen is in heul wichtige manier wurden foar minsken om dit probleem op te lossen.

Op it stuit binne de meast brûkte formules foar laserbekledingsmateriaal: sels-fluxende legeringsmaterialen, karbiddispersje of gearstalde materialen, gearstalde keramyske materialen, ensfh. wurdt in protte brûkt yn metallurgy, marine apparatuer, loftfeart, kearnkrêft en oare fjilden. Dêrom hat it ûndersyk nei formules foar laserbekledingsmateriaal nau omtinken krigen fan gelearden yn binnen- en bûtenlân.

Ynternasjonaal is it ûndersyk nei tradisjonele metalen bekledingsmaterialen lykas nikkel-basearre, kobalt-basearre, en titanium-basearre alloys relatyf folwoeksen, en is op it stuit ynsette foar de ûntwikkeling fan hege-temperatuer alloys en funksjonele gradient materialen. Tradysjonele keramyske bekledingsmaterialen lykas aluminiumoxide en silisiumnitride hawwe relatyf stabile prestaasjes. Besteande ûndersyk ûndersiket hege temperatuer oksidaasjebestindige keramyske kompositen. D'r binne in protte stúdzjes oer metaal-keramyske gearstalde bekledingsmaterialen, dy't de foardielen hawwe fan metalen taaiens en keramyske hurdens, en d'r binne ek besocht om bioaktive materialen te brûken yn it medyske fjild. Technologysk avansearre lannen lykas Jeropa, de Feriene Steaten, Japan en Súd-Korea hawwe earder ûndersyk dien nei laserbeklaaiïngtechnology. Under harren, it Fraunhofer Ynstitút foar Laser Technology yn Dútslân hat útfierd basisûndersyk op laser beklaaiïng fan ferskate metalen materialen lykas titanium alloys, aluminium alloys, chromium alloys, ensfh; it Oakridge National Laboratory yn 'e Feriene Steaten set har yn foar it ûntwikkeljen fan effisjinte en lege kosten laserbeklaaiïngsystemen; in protte Japanske bedriuwen, lykas Sumitomo Heavy Industries en Mitsubishi Heavy Industries, binne ek dwaande mei it ûndersyk en ûntwikkeling en produksje fan laser additive manufacturing apparatuer.

Tradysjonele metalen bekledingsmaterialen wurde in protte brûkt yn Sina. Sûnt 2010 hawwe ûndersyksynstituten en universiteiten lykas Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Northwestern Polytechnical University en Shenyang Institute of Automation fan 'e Sineeske Akademy fan Wittenskippen grutte foarútgong makke yn laserbekledingstechnology. Op it stuit is de fokus op yndustriële tapassingen, en ûndersyk is útfierd op ferbouwing fan fleantúchmotorblêden, metalen funksjonele gradientmaterialen, intermetallyske gearstallingscoatings, ensfh., En guon technologyen hawwe it ynternasjonale avansearre nivo berikt. Lokale bedriuwen lykas Shenzhen Guangyun Laser ûntwikkelje ek stadichoan. Op it stuit hat de lokalisaasje fan keramyske bekledingsmaterialen bepaalde foarútgong makke, mar d'r is noch in gat fan heechweardige materialen; it ûndersyk nei gearstalde bekledingsmaterialen is let begûn en ûntwikkelet fan simulaasje nei ûnôfhinklik ûntwerp.

Op syk nei de takomst ûntwikkelje laserbekledingsmaterialen yn binnen- en bûtenlân fan tradisjoneel nei ynnovatyf. De ûndersyksfokus ûntwikkelet fan ienige materialen nei gearstalde materialen, benammen metaal-keramyske gearstalde materialen, om bettere wiidweidige prestaasjes te krijen. Tagelyk wurde ek nije bekledingsmaterialen dy't geskikt binne foar spesjale omjouwings ûntwikkele, lykas hege temperatuer oksidaasjebestindige alloys, biokompatibele materialen, ensfh.

2 Undersyk nei laser cladding proses

2.1 Basisprinsipes fan laser cladding proses
Laser irradiates de cladding materiaal te foarmjen in smelte pool. It smelte bekledingsmateriaal dringt yn it oerflak fan it bekledingsmateriaal troch troch kapillêre aksje, en solidifies dan rap om smelte bonding tusken materialen te berikken. It beklaaiproses kin ferdield wurde yn trije stadia: foarbehanneling, beklaaiïng en neibehanneling. De foarbehanneling omfettet it skjinmeitsjen fan it substraat en it ferbetterjen fan it oerflak
rûchheit. De beklaaiïngpoadium is de kaaistap by it foarmjen fan 'e bekledingslaach. Post-behanneling omfettet waarmtebehandeling om oerbliuwende stress te eliminearjen, ensfh.

2.2 Beynfloedzjende faktoaren en optimalisearjen metoaden fan laser cladding proses
De wichtichste beynfloedzjende faktoaren fan laser cladding proses binne laser parameters, skennen snelheid, nozzle parameters, gas beskerming, ensfh De regeljouwing en optimalisearjen strategy fan laser cladding proses parameters is de kaai foar it krijen fan hege kwaliteit cladding lagen. Foar de haadprosesparameters hawwe ûndersikers in protte effektive oanpassings- en kontrôlestrategyen foarsteld. Bygelyks, yn termen fan laserparameters, wurdt in stabiler morfology fan smolten swimbad krigen troch it optimalisearjen fan de laserkrêft. De stúdzje fûn dat it oerienkomt mei de lasergolflingte de laserabsorption-effisjinsje fan spesifike bekledingsmaterialen kin ferbetterje. Yn termen fan skennen trajekt, de effekten fan ferskate skennen modi op smelte pool formaasje wurde fergelike, en de resultaten litte sjen dat ortogonale skennen kin nimme rekken sawol skennen effisjinsje en smelte pool stabiliteit. Wat gasynjeksjebeskerming oanbelanget, wurdt effektive sfearkontrôle berikt troch it optimalisearjen fan gasstream en druk. Overall, in relatyf systematyske laser cladding proses parameter optimalisaasje strategy is fêstlein. Troch de koördinearre kontrôle fan wichtige parameters lykas laser systeem, skennen modus, gas beskerming, ensfh, kin it beklaaiïng proses sekuer oanpast wurde, en de beklaaiïng kwaliteit en stabiliteit kin gâns ferbettere wurde.

3 Undersyk nei laser cladding apparatuer
Laser cladding apparatuer ferwiist nei spesjale apparatuer brûkt foar it útfieren fan laser cladding technology. It omfettet laser boarne, optysk systeem, spray systeem, workpiece posisjonearring en beweging systeem, poeder spray apparaat, workbench en kontrôle systeem. As de kaai apparatuer foar it realisearjen fan de laser cladding proses, de technologyske ûntwikkeling fan laser cladding apparatuer direkt beynfloedet de cladding kwaliteit en proses kapasiteit.

Common lasers befetsje CO2 lasers, fiber lasers, semiconductor lasers, ensfh As de kearn ljocht boarne fan laser cladding, de útfier macht, golflingte berik, beam kwaliteit en operaasje stabiliteit fan de laser binne de kaai technyske yndikatoaren te garandearjen de cladding kwaliteit. Yn 'e takomst sil it ûndersyk en ûntwikkeling fan lasers rjochtsje op it ferbetterjen fan útfierkrêft, de ferfining fan beamkwaliteit, it ferbetterjen fan wurkstabiliteit en de útwreiding fan golflingteberik om te foldwaan oan' e behoeften fan effisjinter en ferfine laserbeklaaiïngferwurking.

It spraysysteem hat direkte ynfloed op de transporteffisjinsje fan it bekledingsmateriaal. Nozzle-optimisaasjeûntwerp, proses online tafersjoch en temperatuerfjildkontrôle binne de kaaitechnologyen fan 'e apparatuer. Nije apparatuer lykas nije skennen koppen en multi-laser coupling ûntstiet yn in einleaze stream. Dizze technologyske foarútgong hawwe befoardere de ûntwikkeling fan laserprezisionsbekleding. Yn 'e takomst sil it ûndersyk nei it spraysysteem rjochtsje op it optimalisearjen fan ûntwerp fan' e ynterne struktuer, it oannimmen fan korrosjebestindige materialen op hege temperatuer, en de ûntwikkeling fan rappe wikselmeganismen foar meardere nozzles om it libben en oanpassingsfermogen fan 'e te ferbetterjen. nozzles, dêrmei effektyf ferbetterjen fan it benutten effisjinsje fan de cladding grûnstoffen.

It yntelliginsjenivo fan it kontrôlesysteem is relatearre oan de stabiliteit en oerflakkwaliteit fan 'e beklaaiïng. De ûntwikkelingsrjochting fan it kontrôlesysteem yn 'e takomst is it bouwen fan in yntelliginte sletten-loop-kontrôlemeganisme, yntegrearjen fan keunstmjittige yntelliginsjealgoritmen foar parameteroptimalisaasje, it fersterkjen fan it ûntwerp fan ynteraksje-ynteraksjes tusken minske en kompjûter, en realisearjen fan digitale en yntelliginte funksjes lykas kontrôle op ôfstân en steat foarsizzing, sa as te kommen ta in krekte kontrôle en kwaliteit optimalisaasje fan de cladding proses.

Gearfetsjend, de ûntwikkeling rjochting fan laser cladding apparatuer is it ferbetterjen fan de laser útfier krêft en stabiliteit, realisearje presys nozzle kontrôle, en ûntwikkeljen yntelliginte kontrôle systemen te fieren hege kwaliteit laser cladding fan komplekse foarmen. De gearwurkjende ynnovaasje en ûntwikkeling fan laser technology, spray systemen, en kontrôle systemen sil befoarderje de evolúsje fan laser cladding apparatuer nei hege effisjinsje, stabiliteit, en yntelliginsje te foldwaan oan de takomst behoeften fan laser cladding applikaasjes mei hegere wiidweidige prestaasjes easken.

4 Tapassing en ûntwikkeling perspektyf fan laser cladding technology yn ferskate fjilden
Troch syn krekte en effisjinte skaaimerken hat laser cladding technology grutte tapassing foardielen en ûntwikkeling potinsjeel sjen litten yn loftfeart, auto, metallurgy en oare fjilden. Yn 'e loftfeartfjild kin laserbeklaaiïngtechnology tapast wurde op' e oerflakfersterking fan wichtige komponinten lykas gasturbineblêden, sproeiers en turbineskiven om heechweardige anty-wearze en korrosjebestindige coatings fan hege temperatuer te generearjen, wat de tsjinst signifikant ferbetteret. libben fan komponinten. Yn ferliking mei tradisjonele prosessen, laser cladding hat de skaaimerken fan lytse ferwurkjen waarmte beynfloede sône en hege bonding sterkte, dat is tige geskikt foar precision oerflak additive manufacturing en reparaasje fan loftfeart ûnderdielen. De fierdere ûntwikkeling fan dizze technology sil de ûnderhâldskosten yn 'e loftfeartgebiet sterk ferminderje.

Op it mêd fan auto-fabryk kin laserbeklaaiïng brûkt wurde om de oerflakeigenskippen fan wichtige komponinten te fersterkjen, lykas motorkleppen, ferbiningsstangen, nokkenassen, ensfh. De libbensdoer en betrouberens fan sokke wichtige komponinten sille gâns ferbettere wurde, wat sil helpe om de ûnderhâldsfrekwinsje te ferminderjen en de totale libbenssykluskosten fan 'e auto te ferminderjen.

Op it mêd fan metallurgyske yndustry, laser cladding technology kin berikke oerflak reparaasje en beskerming, komponint reparaasje en remanufacturing, oerflak alloying behanneling, manufacturing gearstalde materialen, lokale modifikaasje behanneling en transformaasje fan tradisjonele materialen. Wat oerflakreparaasje en beskerming oanbelanget, fergruttet laserbekledingstechnology de slijtbestriding en korrosjebestriding fan materialen en ferlingt de libbensdoer fan apparatuer troch beklaaiïng fan spesjale alloys op skansearre oerflakken. Foar de reparaasje en remanufacturing fan wichtige ûnderdielen, laser cladding technology kin werstelle de oarspronklike struktuer en funksje troch selektyf ferwaarming en cladding geskikt alloy materialen, dêrmei it realisearjen fan it wergebrûk fan komponinten. Oerflak alloying behanneling brûkt laser cladding technology te beklaaien spesifike alloy materialen op it oerflak fan metalen materialen, dêrmei it ferbetterjen fan de hurdens, wear ferset en corrosie ferset fan de materialen en foldwaan oan spesifike proses easken. It brûken fan laser cladding technology te meitsjen gearstalde materialen kin berikke de wiidweidige tapassing fan ferskillende skaaimerken troch cladding ferskillende poeder materialen, dus it ferbreedzjen fan it tapassingsgebiet fan metallurgyske materialen. Tagelyk, laser cladding technology kin berikke lokale modifikaasje behannelingen lykas ferhurding, annealing en quenching, it bieden fan oanpaste prestaasjes foar metallurgyske materialen. Dêrnjonken kin de reparaasje en transformaasje fan tradisjonele materialen ek berikt wurde troch laser-beklaaiïngtechnology, dy't de prestaasjes en it libben fan materialen signifikant ferbettert troch it foarmjen fan in nije alloy-laach op it oerflak fan it materiaal.

Mei de trochgeande folwoeksenheid fan laser cladding technology en apparatuer, syn tapassing fjild sil ek útwreidzje nei oare yndustriële fjilden lykas petroleum, gemyske yndustry, elektryske krêft, spoar ferfier, ensfh, en de merk perspektiven binne breed. De trochgeande ynnovaasje fan dizze technology sil gâns ferminderje apparatuer ûnderhâld kosten yn ferskate yndustry en ferbetterjen produksje effisjinsje.

5-konklúzje

As in krekte en effisjinte metoade foar modifikaasje fan oerflak, hat laser cladding technology sjen litten grutte tapassing potinsjeel en ûntwikkeling perspektyf. Syn unike foardielen binne lytse waarmte-oandwaande sône, hege bonding sterkte, fleksibele proses kontrôle, ensfh, dat kin realisearje sekuere funksjonele transformaasje fan materiaal oerflak. Nei tsientallen jierren fan ûntwikkeling, laser cladding technology is mei súkses tapast yn wichtige fjilden lykas loftfeart, auto, metallurgy, ensfh, sterk ferbetterjen fan de tsjinst libben en betrouberens fan kearn ûnderdielen.

Mei de fierdere ûntwikkeling fan laser technology en apparatuer manufacturing, laser cladding technology noch faces útdagings yn fierder ferminderjen apparatuer kosten, realisearjen multi-laach komplekse struktuer cladding, en it útwreidzjen fan de omfang fan tapassing materialen. It probleem fan oerienkomst fan materiaalsysteem en stabile en werhelle kwaliteitskontrôle fan beklaaiïng moat ek kontinu optimisearre wurde. De perspektiven foar tapassing fan dizze technology binne lykwols heul breed, ynklusyf de reparaasje fan komponinten fan hjitte seksje fan loftfeartmotoren, oerflakferbettering fan automotoren, en renovaasje fan wetterkrêftapparatuer. Laser cladding technology sil grif spylje in wichtige rol by it ferbetterjen fan produkt betrouberens en it ferminderjen fan libbenssyklus kosten troch trochgeande ynnovaasje fan apparatuer en prosessen.