고속 레이저 클래딩 공정은 시장에서 높은 평가를 받고 있습니다. 일반 레이저 클래딩을 고속 레이저 클래딩으로 대체하는 것은 산업 기술 발전에서 피할 수 없는 추세가 될 것입니다. 그러나 레이저 클래딩은 비교적 복잡한 프로세스입니다. 대다수의 고속 레이저 클래딩 사용자가 수년간의 경험을 바탕으로 프로세스를 신속하게 마스터할 수 있도록 Guosheng Laser는 고속 레이저 클래딩 프로세스의 핵심 지식 포인트와 다양한 프로세스 문제를 요약했습니다. 그 이유는 다음과 같이 요약된다. 업계에 종사하는 대다수의 동료들에게 도움이 되기를 바랍니다.
고속 레이저 클래딩의 작동 원리
고속 레이저 클래딩은 고에너지 레이저 빔을 사용하여 공기 중의 금속 분말 흐름을 녹이고 매트릭스를 녹여 용융 풀을 형성합니다. 용융된 분말과 용융된 매트릭스를 결합한 후 급속 냉각하여 야금학적 결합 코팅을 형성합니다.
고속 레이저 클래딩 공정의 주요 변수와 클래딩 효과에 미치는 영향
1. 레이저 파워
전력은 단위 시간당 녹을 수 있는 분말의 양에 직접적인 영향을 미치며 클래딩 효율에도 영향을 미칩니다. 다른 작업 매개변수가 결정되면 출력이 너무 작아서 분말이 불완전하게 용융되고, 분쇄 후 구멍이 생기고, 결합력이 부족하고, 코팅 경도가 낮아질 수 있습니다. 힘이 너무 크면 퓨즈가 녹아 표면에 비스듬한 주름이 생길 수 있습니다. 힘은 단위 시간당 녹을 수 있는 분말의 양에 직접적인 영향을 미치고 클래딩 효율에 영향을 미칩니다. 다른 작업 매개변수가 결정되면 출력이 너무 작아서 분말이 불완전하게 용융되고, 분쇄 후 구멍이 생기고, 결합력이 부족하고, 코팅 경도가 낮아질 수 있습니다. 전력이 너무 크면 퓨즈가 녹아 표면에 비스듬한 주름이 생길 수 있습니다.
2. 분체사료량
분말이 레이저와 만나면 레이저 에너지를 흡수합니다. 분말의 양이 많을수록 더 많은 레이저 에너지가 흡수됩니다. 분말의 양이 너무 많으면 레이저 에너지가 부족하고 코팅이 녹지 않으며 연삭 및 연마 후에 구멍이 생길 수 있습니다. 기판은 녹을 수 없으며 코팅과 기판은 야금학적 결합을 달성할 수 없어 코팅 박리 문제가 발생합니다. 분말량이 많으면 분말 활용률이 낮습니다. 분말량이 적으면 분말 활용률이 높습니다.
3. 회선 속도
선속도가 높을수록 클래딩이 얇아지고, 선속도가 낮을수록 클래딩이 두꺼워집니다. 과도한 선형 속도는 매트릭스에 용융 풀을 형성하는 것을 방지하고 코팅과 매트릭스가 야금에서 잘 결합될 수 없습니다. 퓨즈 냉각이 느리면 레드 테일이 너무 길어져 벗겨지는 현상이 발생합니다. 낮은 선형 속도는 코팅 경도와 분말 활용도를 향상시킬 수 있습니다.
4. 스테핑
스테핑이 작을수록 랩률이 커지고 코팅 표면이 더 미세해집니다. 스테핑이 클수록 랩 속도는 작아지고 코팅 줄무늬는 더욱 뚜렷해집니다. 스테핑은 희석율에 영향을 미칩니다. 스테핑이 작으면 매트릭스에 조사되는 레이저 에너지가 작아 희석율도 낮다. 스테핑이 클수록 매트릭스에 더 많은 레이저 에너지가 조사되어 희석률이 높아집니다.
5. 급기량
가스에는 두 가지 기능이 있습니다. 하나는 분말을 운반하는 것이고, 다른 하나는 산화를 방지하기 위해 고온 코팅을 보호하는 것입니다. 분말 전달 가스량이 너무 적으면 분말을 꽂기 쉽습니다. 분말 전달 가스량이 너무 많으면 분말 속도가 너무 빠르고 분출량이 크며 분말 활용률이 낮습니다. 일반적으로 아르곤 코팅 보호는 질소보다 우수하며 코팅 품질이 더 높습니다.
6. 노즐 높이
노즐이 너무 높으면 분말 발산이 크고 분말 활용도가 낮습니다. 너무 낮으면 코팅 노즐에 가루가 달라붙기 쉽습니다.
고속 레이저 클래딩 공정 중 일반적인 문제 및 원인 분석
1. 필링
이는 매트릭스가 용융 풀을 형성하지 않고 분말이 매트릭스와 야금학적으로 결합되지 않기 때문입니다. 가능한 원인은 다음과 같습니다: 전력이 너무 낮습니다. 가루가 너무 많네요. 회선 속도가 너무 빠릅니다. 공작물 표면에 오일이나 전기 도금이 있습니다.
2. 균열
코팅 균열의 원인은 다음과 같습니다. 매트릭스 경도가 너무 높습니다(담금질, 침탄/질소). 매트릭스에는 피로층이 있습니다. 분말 경도가 너무 높습니다. 니켈 기반 분말은 깨지기 쉽습니다. 경도가 높은 분말을 여러 겹 코팅하면 균열도 나타납니다.
3. 모공
코팅에 기공이 발생하는 이유는 다음과 같습니다. 기판의 녹 및 기름 얼룩; 분말의 불순물; 불안정한 분말 흐름; 과도한 분말량; 힘이 부족하다; 또는 과도한 선형 속도 등
4. 가루가 너무 많이 떠서 금속광택이 나지 않고 코팅됩니다.
가능한 이유는 다음과 같습니다: 가루가 너무 많습니다. 전력이 너무 적습니다. 선형 속도가 너무 빠릅니다. 노즐 높이가 너무 높습니다. 레이저 스폿이 너무 작습니다. 렌즈 오염 등
5. 연마 후 공식이 나타납니다.
가능한 이유는 다음과 같습니다: 전력 부족; 가루가 너무 많네요. 선형 속도가 너무 빠릅니다.
6. 코팅에 비스듬한 주름이 나타납니다.
가능한 이유는 다음과 같습니다: 과도한 전력; 과도한 용융 풀 온도; 분말의 과도한 액화.
7. 노즐스틱 파우더
가능한 원인은 다음과 같습니다. 분말 배출이 너무 높습니다. 구리 헤드 온도가 너무 높습니다. 노즐 작동 거리가 너무 낮습니다. 노즐 표면이 너무 거칠거나 오염되어 있습니다. (연마 처리를 권장합니다.) 클래딩 헤드의 중심에서 벗어난 배치는 끈적이는 분말 현상을 줄이는 데 도움이 됩니다.
8. 블로킹 파우더
가능한 이유는 다음과 같습니다. 끈적한 가루가 제때 제거되지 않습니다. 분말 유동성이 좋지 않습니다. 분말 불순물이나 분말 습기(건조) 등 분말의 다경로 공급 시, 각 경로의 불균일한 공급은 분말 막힘의 중요한 원인이 됩니다.
9. 클래딩 시 지글지글 소리가 납니다.
가능한 원인은 다음과 같습니다: 분말 오염; 분말이 축축합니다. 매트릭스가 깨끗하지 않습니다. 과도한 전력 밀도로 인해 용융 풀에서 금속 가스화가 발생하여 클래딩 소음이 발생할 수도 있습니다. 이러한 문제는 코팅의 내식성에 영향을 미칩니다.
10. 클래딩 스파크가 튀는 현상
가능한 이유는 다음과 같습니다: 과도한 선형 속도; 전력 밀도가 너무 큽니다. 전력과 분말량이 일치하지 않습니다. 공기 흐름이 너무 큽니다.
11. 파우더 흐름이 불안정하여 코팅이 고르지 않게 됩니다.
불안정한 분말 흐름의 원인은 다음과 같습니다. 스크레이퍼 마모; 분말 전달 채널이 차단되었습니다. 공기 흐름이 너무 작습니다. 분말 공급기의 밀봉 링이 잘 밀봉되지 않았거나 분말 파이프가 손상되어 공기 누출이 발생합니다.
12. 클래딩 효율 감소(코팅 두께 얇아짐)
가능한 원인: 보호 거울의 오염; 스크레이퍼 마모; 작업 거리가 적합하지 않습니다. 파우더 구멍이 크게 연마되어 있습니다. 분말 흐름이 거칠다. 레이저 파워 드롭 등
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd.는 자동 레이저 클래딩 기계, 고속 레이저 클래딩 기계, 레이저 담금질 기계, 레이저 용접 기계 및 레이저 3D 인쇄 장비의 R&D, 제조 및 판매를 전문으로 하는 하이테크 기업입니다. 당사의 제품은 비용 효율적이며 국내 및 해외에서 판매됩니다. 당사 제품에 관심이 있으시면 bob@gshenglaser.com번으로 문의해 주십시오.