激光熔覆机参数

激光熔覆机参数

激光熔覆机加工参数主要包括激光功率、搭接率、熔覆速度、送粉量、送粉气压和保护气气压等5项关键参数。

（1）激光功率：激光器单位时间内输出的能量。高速激光熔覆一般用kW级激光器，如中科中美生产的ZKZM-2000W和ZKZM-4000W在市场上推广应用较多，可满足大部分的科研和生产需求。

（2）搭接率：搭接率一方面影响熔覆层表面粗糙度，另一方面影响熔覆效率。高速熔覆的搭接率较高，一般为60%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)。

（3）熔覆速度：熔覆线速度和熔覆效率均可表示熔覆速度大小。中科中美ZKZM-4KW熔覆实测线速度可做到5m/min-100m/min，在熔覆厚度0.2-1.2mm时，熔覆效率每小时0.5-1.2平方米。

（4）送粉量：高速熔覆的送粉量主要与粉末熔点特性、激光功率、工件运动线速度有关，既要保证粉末充分熔化，同时粉末也不能过烧。

（5）送粉气压和保护气气压，高速熔覆的送粉方式为气动送粉，送粉气压要与送粉量想匹配。保护气气压的选择既要在熔池周围形成保护区域，减少氧化，也不能太大，影响粉末的飞行路径。

检测参数是在高速熔覆完成后，对熔覆层质量好坏的衡量参数，主要包括熔覆层厚度、结合强度、孔隙率、稀释率、表面粗糙度、硬度耐磨性等6项关键参数。

激光熔覆机熔覆注意事项

（1）熔覆层厚度：熔覆层厚度主要取决于熔覆功率、送粉量和工件运动线速度。高速熔覆可实现0.2-1.5mm的熔覆层厚度，特殊情况下，可进行多层熔覆实现较厚的熔覆厚度。但0.5mm以下的熔覆层厚度更能发挥高速熔覆的优势。

（2）结合强度：高速激光熔覆与热喷涂的最主要区别在于：高速熔覆在熔化粉末的同时，也将小部分能量用于熔化工件基体，熔融粉末在熔融基体界面处产生原子相互扩散而形成冶金结合。高速激光熔覆层与基体结合强度可高达360MPa以上。

（3）孔隙率：空隙的出现主要原因有粉末未熔化充分、粉末过度氧化等，选择适当的熔覆功率、送粉量和工件运动速度，高速熔覆的孔隙率可接近零。

（4）稀释率：指熔敷金属被稀释的程度，用基材在熔覆层中所占的百分比来表示。稀释率对熔覆层性能有较大的影响。稀释率的大小主要受金属粉末流量、熔覆功率和熔覆速率等因素影响。中科中美大量的用户数据表明，高速熔覆的稀释率极低，可降到3%以下。

（5）表面粗糙度：高速熔覆层的表面平整度受搭接率、送粉量大小、载气流压力以及机床运动精度等多方面因素等影响。参数匹配恰当，高速熔覆层的粗糙度可实现热喷涂的效果。

（6）硬度耐磨性：高速熔覆层的硬度耐磨性主要取决于粉末特性。

实际高速激光熔覆工作中，需要根据粉末、基材特性及加工需求，设置合适的加工参数，以实现各项技术检测指标要求。

很多金属表面处理行业大型国企或领头企业纷纷开始引入该项技术，实现生产力的提高以及利润的提升。而对于一些还在观望的中小型企业甚至是个企，激光熔覆机普遍关心的问题是高速激光熔覆工艺的生产成本问题，下面就这个问题做详细的介绍。以当前高速激光熔覆已广泛应用的煤矿液压支架行业为例，我们来计算高速熔覆修复一个平方面积的加工成本。

激光熔覆机生产加工成本主要包括电费、易损件、气体、人员工资以及材料粉末的消耗成本这几大块。

（1）电费消耗。以ZKZM-6000为例，全套（机床+水冷+除尘+激光器）耗电功率约为34KW，这样以单平方加工需要电能为42.5KWh,按照工业用电1元每度，则单平方熔覆加工耗电费用约为42.5元。

（2）易损件消耗。普通激光熔覆工作时需要定期更换保护镜片。中科中美高速激光熔覆目前所有易损件质保期内免费赠送，因此该项费用可忽略。

（3）气体费用。高速激光熔覆设备在加工过程中需要使用氮气或氩气作为送粉气和保护气，在保证合适气压情况下，单平方米的熔覆加工使用的氮气消耗约为20元。

（4）人员工资。以城市平均工资6000元起算，月工作22天，每天工作8小时，以0.8㎡/h效率计算，高速熔覆单位面积人员费用为42元。

（5）金属粉末费用。ZKZM-6000W设备采用中心送粉技术，粉末利用率可达90%，以金属表面修复比较常见金属粉末来算，粉末单价约为70元/kg，则熔覆1个平米面积的金属粉末费用约为400元。

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