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商品详细描述
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微束等离子熔覆与激光熔覆之比较
微束等离子熔覆与激光熔覆之比较
本人多年从事激光熔覆和微束等离子熔覆工艺的应用实践，对此有一些认识和总结。今发文与广大同仁交流 ------------------- 徐家文
一、 激光熔覆特点
1. 技术特点
激光熔覆最重要特点是热量集中，加热快冷却快热影响区小，特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆（喷焊·堆焊·普通焊接等）手段，甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。但我以为这只是从工件整体宏观讲，而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时，你会看到另一种景象，这一点我将在后面讲到。
2. 设备特点
激光熔覆目前国内采用采用两种机型；CO2激光器，YAG激光器。前者为连续输出，熔覆用机一般在3KW以上；YAG激光为脉冲输出，一般在600W左右。对于设备，一般使用者很难吃透，严重依赖生产方的服务，购买价格昂贵，维护成本、零部件价格很高，再加上设备稳定性和耐受性与国外比较普遍都有差距。因此激光熔覆机一般用在特殊领域，普通工业制造、维修领域难有效益。
3. 工艺特点
第一 前期处理：激光熔覆一般只需将工件打磨干净，除油，除锈，去疲劳层等，比较简单。
第二 送粉：CO2激光器功率较大，一般用氩气送粉；YAG激光功率小，一般用自然落粉的方式。这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池，倾斜稍大粉末便不能正常送达，激光的使用范围受到限制，特别是YAG激光器。
第三 从熔池形成的状态看：由于激光的控制精度高，输出功率恒定，且没有电弧接触，所以熔池大小深度一致性好。
第四 加热快冷却快：影响金属相形成的均匀度，也对排气浮渣不利，这也是造成激光熔覆形成气孔，硬度不均的重要原因，特别是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，造成激光熔覆材料选择限制较大，激光更适于镍基自熔性合金等一些材料，对碳化物，氧化物的熔覆更困难一些。
微束等离子熔覆特点
1. 技术特点：微束等离子熔覆机所采用的等离子束，是一种电离弧，比弧焊机热量更集中，所以加热速度更快，为了获得更集中的离子束，一般采用高压缩比孔径，小电流，以便控制基体温度不致太高，避免引起退火变形。当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。由于等离子弧为连续工作，造成机体冷却相对较慢，形成的过渡区域比激光熔覆要深一些，这对硬面材料熔覆来说，应力会释放的好一些。
2. 设备特点：微束等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来，其电源·喷枪·送粉器·摆动器等，技术门槛低，容易制造，可靠性好，维护使用简单，耗电少，使用成本低，通用性好，生产成本低，适应性好，便于规模化生产，效益显著，对环境要求低，对材料适应广泛。随着电气技术的进步，我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。另外设备体积小，重量小，焊枪可以手持把握，这使它使用起来更灵活方便，辅助工装的造价便宜。
3. 工艺特点：
第一 前期处理简单：只需除锈去污去疲劳层即可。
第二 送粉：采用氩气送粉，送分精度要求低，可以有一定的倾斜度。这样就允许手工操作，对于金属修复比较适用。
第三 微束等离子稳定性好：微束等离子的稳定性好，熔池的形成也易于控制，敷材与机体融合充分，区域过度较好。
第四 加热和冷却速度低于激光：熔融状态维持时间长，有利于金相组织均匀形成，排气浮渣较好，在粉末喷出过程中就已经加热，且有氩气和离子气的保护，所以熔覆层均匀度更好，气孔夹渣等缺陷更少。
第五 材料选择：等离子加热方式对材料限制少，材料选择更广泛，对碳化物，氧化物的熔覆更容易一些。
三、 关于熔覆中的几个问题
1. 关于焊接应力：我们必须建立一个概念，不管使用了什么样的名词（如焊接·堆焊·喷焊·熔覆等）都是在加热的情况下，在金属基体上的熔铸，那么从加热到熔铸，再到冷却这一过程中，必然产生应力。除了极特殊材料，一般影响最大的还是收缩应力，不同的焊接方式，无非是从加热方式速度，填充材料和一些其它条件不尽相同。那么减少这种应力对基体及熔铸层的影响，都是我们追求焊接质量时要考虑的重要方面。我以为，收缩应力无法避免，那么应力释放才是解决焊接应力问题的关键。也就是说这种收缩应力释放到哪里，从机体到熔铸区域应力如何分配，才是我们需要而且能够解决的问题。
2. 为什么激光焊接（熔覆）变形小：主要是熔铸区域小，过渡区域小，收缩量小。那么材料在收缩过程中所产生的收缩力，不足以使整个机体变形。这就是所谓激光熔覆不变性的原因（所以当机体尺寸过小时同样会产生变形）这也是激光焊接（熔覆）的优势。那么这种焊接应力到哪里去了呢？它主要是释放到熔铸区域和过渡区域了。那么这就产生了两个问题。一是熔铸区容易产生裂纹，所以激光熔覆对材料的延展性要求比较高，如镍基粉末；二是过渡区应力大，由于激光焊接过程中加热快冷却快，产生的过渡区尺寸过小，造成这一区域应
末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机粉末堆焊机
微束等离子熔覆与激光熔覆之比较
本人多年从事激光熔覆和微束等离子熔覆工艺的应用实践，对此有一些认识和总结。今发文与广大同仁交流 ------------------- 徐家文
一、 激光熔覆特点
1. 技术特点
激光熔覆最重要特点是热量集中，加热快冷却快热影响区小，特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆（喷焊·堆焊·普通焊接等）手段，甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。但我以为这只是从工件整体宏观讲，而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时，你会看到另一种景象，这一点我将在后面讲到。
2. 设备特点
激光熔覆目前国内采用采用两种机型；CO2激光器，YAG激光器。前者为连续输出，熔覆用机一般在3KW以上；YAG激光为脉冲输出，一般在600W左右。对于设备，一般使用者很难吃透，严重依赖生产方的服务，购买价格昂贵，维护成本、零部件价格很高，再加上设备稳定性和耐受性与国外比较普遍都有差距。因此激光熔覆机一般用在特殊领域，普通工业制造、维修领域难有效益。
3. 工艺特点
第一 前期处理：激光熔覆一般只需将工件打磨干净，除油，除锈，去疲劳层等，比较简单。
第二 送粉：CO2激光器功率较大，一般用氩气送粉；YAG激光功率小，一般用自然落粉的方式。这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池，倾斜稍大粉末便不能正常送达，激光的使用范围受到限制，特别是YAG激光器。
第三 从熔池形成的状态看：由于激光的控制精度高，输出功率恒定，且没有电弧接触，所以熔池大小深度一致性好。
第四 加热快冷却快：影响金属相形成的均匀度，也对排气浮渣不利，这也是造成激光熔覆形成气孔，硬度不均的重要原因，特别是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，造成激光熔覆材料选择限制较大，激光更适于镍基自熔性合金等一些材料，对碳化物，氧化物的熔覆更困难一些。
微束等离子熔覆特点
1. 技术特点：微束等离子熔覆机所采用的等离子束，是一种电离弧，比弧焊机热量更集中，所以加热速度更快，为了获得更集中的离子束，一般采用高压缩比孔径，小电流，以便控制基体温度不致太高，避免引起退火变形。当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。由于等离子弧为连续工作，造成机体冷却相对较慢，形成的过渡区域比激光熔覆要深一些，这对硬面材料熔覆来说，应力会释放的好一些。
2. 设备特点：微束等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来，其电源·喷枪·送粉器·摆动器等，技术门槛低，容易制造，可靠性好，维护使用简单，耗电少，使用成本低，通用性好，生产成本低，适应性好，便于规模化生产，效益显著，对环境要求低，对材料适应广泛。随着电气技术的进步，我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。另外设备体积小，重量小，焊枪可以手持把握，这使它使用起来更灵活方便，辅助工装的造价便宜。
3. 工艺特点：
第一 前期处理简单：只需除锈去污去疲劳层即可。
第二 送粉：采用氩气送粉，送分精度要求低，可以有一定的倾斜度。这样就允许手工操作，对于金属修复比较适用。
第三 微束等离子稳定性好：微束等离子的稳定性好，熔池的形成也易于控制，敷材与机体融合充分，区域过度较好。
第四 加热和冷却速度低于激光：熔融状态维持时间长，有利于金相组织均匀形成，排气浮渣较好，在粉末喷出过程中就已经加热，且有氩气和离子气的保护，所以熔覆层均匀度更好，气孔夹渣等缺陷更少。
第五 材料选择：等离子加热方式对材料限制少，材料选择更广泛，对碳化物，氧化物的熔覆更容易一些。
三、 关于熔覆中的几个问题
1. 关于焊接应力：我们必须建立一个概念，不管使用了什么样的名词（如焊接·堆焊·喷焊·熔覆等）都是在加热的情况下，在金属基体上的熔铸，那么从加热到熔铸，再到冷却这一过程中，必然产生应力。除了极特殊材料，一般影响最大的还是收缩应力，不同的焊接方式，无非是从加热方式速度，填充材料和一些其它条件不尽相同。那么减少这种应力对基体及熔铸层的影响，都是我们追求焊接质量时要考虑的重要方面。我以为，收缩应力无法避免，那么应力释放才是解决焊接应力问题的关键。也就是说这种收缩应力释放到哪里，从机体到熔铸区域应力如何分配，才是我们需要而且能够解决的问题。
2. 为什么激光焊接（熔覆）变形小：主要是熔铸区域小，过渡区域小，收缩量小。那么材料在收缩过程中所产生的收缩力，不足以使整个机体变形。这就是所谓激光熔覆不变性的原因（所以当机体尺寸过小时同样会产生变形）这也是激光焊接（熔覆）的优势。那么这种焊接应力到哪里去了呢？它主要是释放到熔铸区域和过渡区域了。那么这就产生了两个问题。一是熔铸区容易产生裂纹，所以激光熔覆对材料的延展性要求比较高，如镍基粉末；二是过渡区应力大，由于激光焊接过程中加热快冷却快，产生的过渡区尺寸过小，造成这一区域应
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