Поглиблений аналіз процесу лазерного плакування: принципи, класифікація та вибір матеріалів

Технологія лазерного напилення являє собою передову техніку інженерії поверхні. Її принцип полягає в ретельному позиціонуванні вибраного матеріалу покриття на поверхні підкладки у вигляді різноманітних наповнювачів. Коли високоенергетичний лазерний промінь опромінює ділянку, не тільки плавиться матеріал покриття, але й одночасно плавиться тонкий шар поверхні підкладки. Завдяки швидкому затвердінню створюється поверхневе покриття з надзвичайно низьким коефіцієнтом розведення. Це покриття утворює металургійний зв'язок з матеріалом підкладки, що має вирішальне значення, оскільки може значно покращити численні властивості поверхні підкладки. Наприклад, воно може значно покращити зносостійкість, дозволяючи компонентам витримувати більше тертя; підвищити стійкість до корозії, захищаючи матеріали від хімічних впливів; підвищити термостійкість та стійкість до окислення, дозволяючи деталям працювати в умовах високих температур та окислювального середовища; і навіть змінювати електричні властивості.

Відповідно до природи матеріалу лазерного плакування та способу його взаємодії з лазерним променем, поширені технології лазерного плакування можна класифікувати. Технологія коаксіального лазерного плакування з подачею порошку зазвичай використовує напівпровідниковий волоконний лазер та дисковий газопереносний подавач порошку. Плакуча головка має круглу точкову конструкцію з центральним виходом світла та або кільцевою подачею порошку, або багатопроменевою подачею порошку навколо променя, а також спеціальний канал захисного газу. Під час процесу плакування порошковий промінь, лазерний промінь та потік захисного газу сходяться в одній точці, створюючи розплавлену ванну у фокальній точці. Коли плакуча головка та заготовка рухаються один відносно одного, на поверхні заготовки поступово утворюється безперервне та високоякісне покриття. Технологія параксіального лазерного плакування з подачею порошку, також відома як технологія латерального лазерного плакування з подачею порошку, має свої унікальні характеристики в механізмах подачі порошку та з'єднання променя. Технологія високошвидкісного лазерного плакування, яку іноді називають надшвидкісною технологією лазерного плакування, зосереджена на досягненні швидших швидкостей нанесення покриття, зберігаючи при цьому якість покриття. Технологія високошвидкісного дротового лазерного плакування використовує матеріали у формі дроту, що представляє собою інший підхід порівняно з методами плакування на основі порошку. Кожен із цих методів класифікації має свої власні сценарії застосування та переваги, що робить лазерне напилення дуже універсальною та адаптивною технологією в різних галузях промисловості.