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激光熔覆机在航空制造领域的运用

发布时间:2019-06-14 17:08:21  浏览次数:

激光熔覆是指以不同的填料方式,在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面的薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法,达到表面改性或修复的目的,既满足了对材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重金属元素。
 
激光熔覆冷却速度快,属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等;涂层稀释率低,与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成份和稀释度可控。
 
热输入和畸变较小,变形可降低到零件的装配公差内;粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;能进行选区熔覆,材料消耗少,具有卓越的性能价格比;光束瞄准可以使难以接近的区域熔覆,工艺过程易于实现自动化。
 
激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类,即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
 
预置式激光熔覆的主要工艺流程为:
 
基体材料熔覆表面预处理-预置熔覆材料-预热-激光熔化-后热处理。
 
同步式激光熔覆的主要工艺流程为:
 
基体材料熔覆表面预处理-送料激光熔化-后热处理。
 
激光熔覆机是如何运用于航空制造业呢?
 
激光熔覆机依靠激光熔覆成形技术,具备工艺自动化、低热应力和变形影响小等优点。由于人们希望延长航空器材的使用寿命,需要更加复杂的修复和检修工艺。涡轮机齿片、叶轮和转动空气密封垫等零件正是通过更新可以延长已有结构寿命的零件,其中一些零件可以通过表面硬化得到修复,然而许多其他零件需要更为复杂的修复工艺,并且由难加工的材料制成。伯纳激光熔覆机的熔覆修复工艺能应用于大范围的材料而不降低母材性能,比起零件或工具的置换节约成本高达75%以上。
 
例如用激光熔覆技术修复裂纹,由于非穿透性裂纹通常发生在非薄壁零件,其深度无法直接测量,其他修复技术无法发挥作用。此时采用激光熔覆技术,视情况多次打磨和探伤将裂纹逐步清除,打磨后的沟槽用激光粉末多层熔覆工艺填平,即可重建损伤结构,恢复其性能。      

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