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激光表面改性技术之激光熔覆

激光表面改性技术之激光熔覆

激光在各行各业的应用已经达到了全覆盖的水平,它可以说是自发明以来对人类及社会最深远的重大科技成果之一,就连早期的文学作品中都有对它使用方式的设想描写,好比星球大战电影系列中使用的“光剑”,就是激光的一种使用方式。

熔覆&增材制造表面处理
高性能大型金属构件激光增材制造若干材料基础问题

高性能大型金属构件激光增材制造若干材料基础问题

航空、 航天、电力、石化、船舶等现代工业高端装备正向大型化、 高参数、极端恶劣条件下高可靠、 长寿命服役的方向快速发展,致使其钛合金、高强钢、耐热合金等关键金属构件尺寸越来越大、结构日益复杂、性能要求日益提高,对制造技术的要求越来越高、挑战日益严峻。采用铸锭冶金+塑性成形等传统制造技术生产上述大型、整体、高性能金属构件,不仅需要万吨级以上的重型锻造装备及大型锻造模具,技术难度大,而且材料切削量大、材料利用率低、周期长、成本高。事实上,钛合金等高性能难加工金属大型关键构件制造技术,被公认为是航空、航天、核电

熔覆&增材制造
高速激光熔覆和常规激光熔覆之比较

高速激光熔覆和常规激光熔覆之比较

近两年高速激光熔覆技术得到了我国激光行业及金属表面加工业的高度关注。以西安中科中美激光科技有限公司作为代表型企业,高速激光熔覆技术在我国发展迅速。企业基于国内激光产业发展现状,历经2年自主研发,先后在国内首家推出了2000W,4000W,6000W等系列高速熔覆激光器及整套装备,拥有完全自主知识产权,为我国高速激光熔覆产业的发展,提供了强大的装备和技术支持。

熔覆&增材制造
激光熔覆与激光合金化的区别

激光熔覆与激光合金化的区别

激光束由子具有良好的方向性、相干性并通过聚焦可获得高的能量密度,因而可在很短的时间内对工件的表面进行特定的处理。作为一种较理想的热源,激光束已被广泛用于材料的表面改性工程中。与其他传统表面处理方法相比激光处理后具有组织细化、致密,性能好,对基材的热影响小,因而工件的应力变形小等优点。

熔覆&增材制造表面处理
金属激光切割机表面合金化与熔覆

金属激光切割机表面合金化与熔覆

激光表面合金化,即当激光束扫描添加了金属或合金粉末的工件表面时,工件表面和添加元素同时熔化;而当激光束撤出后,熔池很快凝固而形成一种类似极冷金属的晶体组织,形成具有某种特殊性能的新的合金层。激光表面合金化所需的激光功率密度比激光相变硬化所需的高得多。激光和进化的深度由激光功率密度和工件移动速度决定。

表面处理熔覆&增材制造
超越原型,3D打印几个特别的应用案例

超越原型,3D打印几个特别的应用案例

多年来,3D打印一直是一个流行语,许多领域都出现了令人兴奋的发展,包括医药、建筑和汽车。 但是包装行业呢?ElisabethSkoda研究了该行业三种截然不同的3D打印应用——从逆向工程到更耐用的包装机械零件,创造更可持续的咖啡杯,以及使包装废物具有创造性的用途。

熔覆&增材制造
平顶光束整形器在激光加工与材料处理方向上的 应用

平顶光束整形器在激光加工与材料处理方向上的 应用

激光加工与材料处理无疑是激光器最大的应用领域之一。近年来在传统的切割、焊接、打标的基础上,越来越多的新激光加工处理工艺被开发出来并迅速在业界推广。不同种类的工艺使用各种波长、强度、脉冲宽度的激光,也对光斑形貌、分布、景深等提出丰富的要求。 DOE在针对特定激光加工处理应用的光斑优化中扮演核心角色。通常采用DOE可以从两方面优化激光加工处理的效果:倍增处理速率和产率;提升处理精度,如边缘整齐度、热影响区域、处理效率等

焊接切割钻孔熔覆&增材制造
激光再制造技术在钢铁领域的应用

激光再制造技术在钢铁领域的应用

钢铁冶金行业是国家的基础行业,同时属于国家的重产业,且其设备繁杂、种类多、吨位重。由于摩擦、磨损等各种原因的存在,要维持设备的正常运转,每年将消耗大量的备品备件。据统计,2003年济南钢铁股份公司达到年产量334万t钢的规模,而公司每年用于设备修理的备品备件制造用度就高达1.2亿元,备品备件修旧利废数目达150t以上,创经济效益2000万元左右。因此,减少备品备件的消耗和对已使用设备的再制造修复对降低生产本钱,进步企业的经济效益具有积极的促进作用,且降低本钱的空间很大。其中激光再制造技术对做好备品备件的修

表面处理熔覆&增材制造
激光熔覆的缺陷与表面质量

激光熔覆的缺陷与表面质量

激光熔覆层厚度可达3.5mm以上,研究发现,熔覆层越厚,熔覆层的缺陷越多,熔覆层中常见的缺陷为气孔。激光熔覆中气孔产生的原因有:1.在激光熔覆过程中,保护气体对激光熔覆保护不佳,使空气中氧和氢进入熔覆层(有时也有保护气成分)。2.熔覆层中的低熔成分(包括粘结剂)与挥发出来的蒸气来不及析出,形成气孔。3.粉末图层中含有水分,在熔覆过程中有机物和水蒸气来不及析出形成气孔。4.激光工艺参数选择不当,例如激层形成气孔。

熔覆&增材制造
超高速激光熔覆,化腐朽为神奇

超高速激光熔覆,化腐朽为神奇

超高速率熔覆技术是通过同步送粉添料方式,利用高能密度的束流使添加材料与高速率运动的基体材料表面同时熔化,并快速凝固后形成稀释率极低,与基体呈冶金结合的熔覆层,极大提高熔覆速率,显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺特性的工艺方法。适用于电力、航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善性能的零件。根据工件的工况要求,熔覆各种设计成分的金属或者非金属,制备耐热、耐磨、耐腐蚀、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。

熔覆&增材制造
中心送粉促进高速激光熔覆技术再上新台阶

中心送粉促进高速激光熔覆技术再上新台阶

激光熔覆作为一种金属材料表面改性技术,可以有效改变金属表面的硬度、耐磨、耐腐和耐高温特性。半个多世纪以来,该技术在实际应用中得到不断的改进和发展,除了材料和工艺之外,激光器和送粉技术也不断得到升级换代。80-90年代,熔覆激光器主要为CO2激光器和YAG激光器。2010年以后又出现了半导体激光器(分直接输出和光纤耦合输出两种)。近年来,光纤激光器又开始争夺半导体激光器的熔覆市场。

熔覆&增材制造
探秘中国激光精密增材成形(3D打印)技术原理

探秘中国激光精密增材成形(3D打印)技术原理

为满足极端载荷工况,航空发动机、飞机等武器装备大量采用结构-功能一体化设计的复杂型腔构件,对传统开模具以及去除式制造技术提出新挑战。譬如,轻质点阵夹芯(见图)、空间曲面多孔结构、封闭多流道等复杂构件采用传统制造技术难以实现,而且研制任务重。如何实现新型航空设计的制造和打开其“设计束缚”的枷锁,迫切需要根据3D数模无需模具、快速响应直接制造复杂结构件的增材制造技术。

熔覆&增材制造
超高速激光熔覆的市场应用

超高速激光熔覆的市场应用

在冶金、石油(petroleum)、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备,例如:汽轮机、离心压缩(compression)机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电TRT、烟气轮机、发电机、往复式压缩机、飞机发动机、地面燃机、水轮机、制氧机、水泵、柴油机、工业透平、增速机等等。特别是70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备(shèbèi)(机组),经过长周期各种工况条件下服役,因腐蚀、磨损和疲劳等因素,所有设备(机组)均存在着使用中的损伤失效,有的则处在报废或即将报废

熔覆&增材制造
激光快速熔覆的关键之处

激光快速熔覆的关键之处

目前,全球能源领域各类产业的的建设和发展日益多元化,与之同步变迁的下游产业也不断调整着格局以适应这一需求。比如,近年来石油产业快速地向内地油田和海上油田转移的发展趋势,电力工业由30万千瓦以下的火电向30万千瓦以上的火电及水电和核电的发展趋势……

熔覆&增材制造
多种材料激光选区熔化增材制造技术研究

多种材料激光选区熔化增材制造技术研究

复合材料是近代工程材料中颇受注目旳一项科技产品,由于同时具有质量轻、强度高、抗腐蚀、耐天候、低导热性等诸多项特性,并且可以针对产量与用途的不同,利用不同的加工方式生产,设计自由度高,目前已广泛应用于航天、船艇、车辆、建筑、电子、电机、运动休闲、工程设施等方面,已逐步取代了传统的材料,而成为重要的结构材料。

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