鐳射熔覆技術作為一種新興的製造加工以及修復強化金屬零部件的方式,被廣泛應用於航空航天、汽車製造、石油化工等領域。
該技術主要是利用高能鐳射束快速熔化金屬表面層和粉末材料形成熔池,再冷卻形成防護熔覆層。由於加熱冷卻速度極快,熔層中可能存在的氧化物和其它雜質來不及釋放,而送粉過程中送粉量和不同鐳射功率下利用率也不同,在瞬間凝固結晶後,這些影響因素都會容易產生裂紋和凝固缺陷。
某高校科研老師,採用千眼狼高速視覺測量系統對鐳射熔覆的熔池和落粉融化狀態進行視覺化觀測,對覆層宏觀形貌以及其形成機理進行研究,分析了工藝引數對熔覆的影響規律,指導工藝過程實施,進一步提高鐳射熔覆質量。
鐳射熔覆熔池觀測
千眼狼技術工程師採用5KF20高速攝像儀在1920*1080@3000FPS採集引數下搭配弧光抑制解決方案拍攝鐳射熔覆的熔池,觀察熔池介面張力作用情況以及演化過程。
金屬粉送粉、融化狀態觀測
在採集送粉技術過程中,千眼狼技術工程師採用了1216*468@4255FPS採集引數拍攝鐳射熔覆的落粉狀態,觀測不同鐳射功率下鐳射熔覆送粉狀態和融化形成過程。
透過改變不同實驗引數配置,觀察送粉時狀態和熔池動態變化過程,不同鐳射功率下,不同克數的金屬送粉,鐳射熔覆利用率不同。在實驗過程中,科研老師透過反覆觀測,找尋各個配方下的最佳引數配比,避免氣體壓力和溫度變化對送粉精度的影響。高精度的保證送粉工藝過程的穩定性,確保不間斷地進行超高速鐳射熔覆,保持最佳熔覆質量。
總結
鐳射熔覆技術中成型零件的尺寸精度、表面粗糙度、緻密度以及各項力學效能與熔覆層的質量密切相關。千眼狼高速視覺測量系統對熔覆層宏觀形貌以及其形成機理的研究,對於最佳化工藝引數,指導工藝過程的實施具有重要作用。