レーザークラッディングの品質に影響を与える主なプロセスパラメータには、レーザー出力、クラッディング速度、レンズ焦点距離、集束位置、およびシールドガスが含まれます。レーザー出力とクラッド速度は、クラッドの品質に影響を与える主なパラメータです。クラッドの厚さはレーザー出力に依存し、出力 (kW) の約 0.7 倍になります。
一般に、電力を増加すると、クラッドの深さが増加します。速度を上げると、肉盛の深さが浅くなり、溶接シームと熱影響部が狭くなり、生産性が向上します。{0}}ただし、クラッディング速度とレーザー出力が高すぎると、多孔性とボイドが発生する傾向が増加します。レーザークラッドレンズの焦点距離は出力レーザースポットの直径によって決まり、両者の間には最適なマッチング値が存在します。一般に、必要なクラッドの深さが深くなるほど、レンズの焦点距離も長くなります。焦点距離の短いレンズにはより高い焦点合わせ要件があり、粉末冶金クラッディング中にスパッタが多くなり、深刻なレンズ汚染につながります。焦点距離が長すぎるレンズは回折を起こして焦点が大きくなり、焦点でのエネルギー密度が最大値に到達できなくなります。中国ではレンズ集光光学系が一般的です。これらのシステムは、レーザー出力が低い状況でのみ使用できます。レーザー出力が高くなると、レンズ焦点のドリフトが発生し、溶接の形成と品質が低下します。海外の高出力用途では、優れた冷却条件、熱安定性、均一で美しい溶接形成、信頼性の高いクラッディング品質により、反射型集光光学システムが主に使用されています。レーザークラッディングでは、ワークピースの下の特定の位置にレーザーを集中させることで、大きなクラッディング深さ (板厚の約 1/3) を実現します。水平方向の焦点位置は特定の状況によって異なります。シールドガスは集束レンズを保護し、溶接部の酸化を防ぎます。ヘリウムなどの不活性ガスが好ましい。私の国では、ヘリウムが高価であるため、通常はアルゴンが使用されます。ガス流量は慎重に制御する必要があります。流量が低すぎると効果がなく、流量が高すぎるとガスが無駄になり、溶接池が撹拌され、その結果、溶接表面に波状の隆起が生じます。レーザークラッディングは、クラッディング材料の供給方法に基づいて、事前配置レーザークラッディングと同期レーザークラッディングの 2 つのカテゴリに大別できます。-。事前配置レーザークラッドの主なプロセスフローは次のとおりです: 基板材料のクラッド表面前処理 – クラッド材料の事前配置 – 予熱 – レーザー溶解 – 後熱処理。-同期レーザークラッディングの主なプロセスフローは次のとおりです: 基板材料の表面前処理 – レーザー溶解 – 後熱処理。レーザークラッドでは、高エネルギーのレーザービーム (104–106 W/cm2) を使用して金属基板の表面を照射し、基板表面の薄層とクラッド材料を相互作用させます。急速な溶融凝固により、高硬度、良好な耐摩耗性、耐食性などの特殊な物理化学的特性を備えた皮膜層が形成されます。基材に欠けている優れた特性を補い、両者の長所をより活かし、それぞれの欠点を克服し、基材表面の耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐酸化性等の物理化学的性質を大幅に向上させることができる新規な複合材料です。
1980 年代以降、レーザー クラッディング技術は急速に発展し、国内外のレーザー表面改質研究で注目を集めています。レーザークラッディング技術には技術的および経済的に大きな利点があり、機械の製造と修理、自動車製造、繊維機械、海洋および航空宇宙、石油化学の分野で広く使用されています。
レーザークラッド技術は一定の成果を上げており、徐々に産業応用に向けた初期段階にある。将来の開発の見通しには主に次の側面が含まれます。
(1) レーザークラッドに関する基礎理論研究。
(2) 被覆材の設計・開発。
(3) レーザークラッド装置の改良・開発。
(4) 理論モデルの確立。
(5) レーザークラッドのラピッドプロトタイピング技術。
(6) 肉盛工程管理の自動化。