等离子熔覆和激光熔覆的优缺点

一、激光熔覆特性。

1.技术特征。

激光熔化覆盖的重要特征是热集中、快速加热、快速冷却和快速加热的影响区域很小。特别是对于不同材料之间的熔化，具有其他热源无法比拟的特点。正是这种特殊的加热和冷却过程程。熔化区域产生的组织结构也不同于其他熔化覆盖（喷焊、堆焊、普通焊等），甚至产生非晶态组织，尤其是脉冲激光。这就是为什么激光熔化不会变形和退火。但我认为这只是一个整体宏观的工件，当你微观分析熔化覆盖层和热影响区域时，你会看到另一个场景。我稍后再谈。

2.设备特性。

目前，我国采用了两种激光熔体；二氧化碳激光器，YAG激光器。前者是连续输出，熔体覆膜机一般在3KW以上；YAG激光器是一种脉冲输出，一般在600W左右。对于设备来说，一般用户很难理解，严重依赖于生产者的服务，购买价格昂贵，维护成本高，零件价格高，设备稳定性和耐受性与国外普遍存在差距。因此，激光熔体覆膜机一般用于特殊领域，一般用于工业制造，有效。

3.工艺特点。

前期处理：一般只需对工件进行打磨、除油、除锈、去除疲劳层等，激光熔覆相对简单。

第二种粉末输送：二氧化碳激光功率大，一般使用氩气输送粉末；YAG激光功率小，一般采用自然粉末输送的方式。这两种方法基本上都是在水平位置形成的，倾斜的粉末不能正常传输，激光的使用范围有限，尤其是YAG激光。

第三，从熔池形成的状态来看：由于激光控制精度高，输出功率恒定，熔池大小深度一致性好，无电弧接触。

第四，快速加热和快速冷却：它会影响金属相的均匀性，也不利于排气浮渣，这也是激光熔融形成气孔和硬度不均匀的重要原因，尤其是YAG激光倾向更严重。

第五，材料选择：由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同，激光更适合一些材料，如镍基自熔合金，更难熔化碳化物和氧化物。第二，微束等离子体熔覆特性。

1.技术特征：

微离子束等离子束用于微束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束等离子束采用微束等离子束采用微束等离子束采用微束等离子束采用微束。为了控制基体温度，避免引发退火变形。当然，这与YAG激光器的加热速度不能相媲美。由于等离子弧是连续工作，导致身体冷却相对较慢，形成的过渡区域比激光熔覆更深，这将更好地释放硬表面材料的熔覆。

2.设备特性：

微束等离子体熔化涂层设备是在直流焊机的基础上发展起来的。其电源、喷枪、送粉器、摆动器等技术门槛低，易于制造，可靠性好，维护使用简单，耗电量少，使用成本低，通用性好，生产成本低，适应性好，易于大规模生产，效益显著，对环境要求低，材料适应性广。随着电气技术的进步，中国焊接机的技术水平已经具备了足够的支持能力。此外，该设备体积小，重量小，焊接枪可掌握，使用更加灵活方便，辅助工具成本低廉。

3.工艺特点：

前期处理简单：只需对疲劳层进行除锈去污。

第二次送粉：采用氩气送粉，送粉精度要求低，可有一定的倾斜度。这种方法允许人工操作，适用于金属修复。

第三种微束等离子体稳定性好：微束等离子体稳定性好，熔池形成也容易控制，敷料与机体充分融合，面积过大。

第四，加热和冷却速度低于激光：熔化状态保持时间长，有利于金相组织的均匀形成，排气渣较好。它在粉末喷射过程中加热过，并保护氩和离子气。因此，熔化层的均匀性更好，孔隙中的熔渣等缺陷较少。

第五，材料选择：等离子体加热方式对材料的限制较少，材料选择范围更广，更容易熔覆碳化物和氧化物。第三，关于熔覆的几个问题。

1.关于焊接应力：我们必须确立一个概念，无论使用什么名词（如焊接、堆焊、喷焊、熔覆等）。在加热条件下，金属基体上的熔体和铸件必然会在加热、铸件和冷却过程中产生应力。除了非常特殊的材料外，收缩应力通常有很大的影响。不同的焊接方法只不过是加热方法的速度、填充材料和其他一些情况。因此，在追求焊接质量时，降低这种应力对基体和熔铸层的影响是一个重要的方面。我认为无法避免收缩应力，因此应力的释放是解决焊接应力问题的关键。换句话说，我们需要并且能够解决的问题是如何释放这种收缩应力，以及如何从身体到熔铸件区域分配应力。

2.激光焊接（熔覆）变形小的原因：主要是熔铸面积小，过渡面积小，收缩小。那么，材料在收缩过程中产生的收缩力不足以使整个身体变形。这就是为什么所谓的激光熔覆（因此，当身体尺寸太小时，也会产生变形）。这也是激光焊接（熔覆）的优点。那么这种焊接应力在哪里呢？它主要释放到熔铸区和过渡区。然后出现了两个问题。第一，铸造区易产生裂纹，因此激光熔覆对材料的延展性有较高的要求，如镍基粉；第二，过渡区应力大。由于激光焊接过程中加热快、冷却快，过渡区尺寸过小，导致该区应力集中，影响激光焊接（熔覆）的结合效果。特别是当基体与焊接材料的机械性能相差较大时，需要特别注意激光熔覆过程中的材料和厚度设计。

3.为什么等离子体熔融(堆焊)不容易产生裂纹孔隙等缺陷:主要有三个原因。首先，等离子体制造热源，使熔融覆(堆焊)等热量更加集中，如埋弧焊等，离子弧稳定性更好，无电极熔融，输出热量均匀，易于控制，使熔铸区域热量分布均匀，材料充分均匀熔融，排气渣充分，收缩应力分布均匀。第二，由于等离子体设备的控制精度高，易于控制熔铸区域和过渡区域，均匀性好，应力分布更容易控制和合理。第三，氩气保护不需要各种添加剂，也不需要氢气排放和氧化。因此，等离子体熔融(堆焊)更适合大面积、大厚度、高质量的硬表面熔融铸造(如高锰·高铬陶瓷材料等)。)适用于耐磨板、阀门、滚轮等的制作。

4.熔覆工艺：许多同行发表了许多关于激光熔覆和等离子体熔覆的文章，其中大多数都强调激光的优点，这也是我们追求的目标。然而，大多数激光是通过微观角度以金相分析来评估的。然而，任何事物都有其两面性，激光熔覆也有其缺点。在工艺上有许多限制，在实际生产中需要较高的操作技能，这使许多客户感到困难。我认为主要原因是加热速度快，冷却速度快。熔化覆盖层的熔化时间太短，导致光斑外缘和内缘差异较大，组织形成不均匀，应力分布不均匀，排气浮渣不充分，导致硬度不均匀，容易形成气孔夹渣等问题，难以获得大面积完美的熔化覆盖层，YAG激光尤其如此。因此，从材料选择到操作，激光熔化覆盖应特别详细。与激光相比，等离子熔体熔体的输入热量和基体变形量大于激光。然而，它具有充分的熔体、均匀的硬度分布和完全熔体的排气管。材料选择范围广，易于操作，易于完美覆盖，成本低，效益好。所以在熔覆方面具有明显的优势，面积大，厚度大。