Analyse und Lösungen häufiger Fehler beim Laserauftragschweißen

Als Kerntechnologie für die Oberflächenverstärkung und Reparatur von High-End-Geräten-Laserauftragschweißenerreicht durch einen hochenergetischen Laserstrahl eine metallurgische Verbindung zwischen Legierungspulver und der Substratoberfläche, wodurch die Schlüsseleigenschaften von Werkstücken wie Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit deutlich verbessert werden können. Abhängig von mehreren Faktoren, darunter dem Grad der Übereinstimmung der Prozessparameter, den Pulvereigenschaften, dem Substratzustand und den Umgebungsbedingungen, können jedoch während des Beschichtungsprozesses häufig Fehler wie Porosität, Risse, mangelnde Verschmelzung und Oberflächenunebenheiten auftreten. Diese Mängel beeinträchtigen die Qualität und Lebensdauer der Plattierschicht erheblich und können sogar zum Ausfall des Werkstücks führen. Daher sind die genaue Identifizierung von Fehlertypen, die Analyse ihrer Ursachen und die Einführung gezielter Lösungen von entscheidender Bedeutung für die industrielle Anwendung der Laserauftragschweißtechnologie.

Während derLaserauftragschweißenProzess, Porosität und Risse sind die beiden typischsten und schädlichsten Mängel. Porosität entsteht hauptsächlich durch die Feuchtigkeitsaufnahme und den inneren Gasgehalt von feuchtem Pulver oder Gas, das durch die Zersetzung von Ölflecken und Oxidablagerungen auf der Substratoberfläche entsteht; Liegt das Schmelzbad zu kurz vor, kann das Gas nicht rechtzeitig entweichen und es bilden sich Poren. Risse werden in Heißrisse und Kaltrisse unterteilt: Heißrisse werden meist durch die komplexe Legierungszusammensetzung der Hüllschicht, die Bildung niedrigschmelzender eutektischer Phasen während der Erstarrung in Kombination mit thermischer Spannung durch schnelles Erhitzen und Abkühlen hervorgerufen; Kaltrisse werden hauptsächlich durch übermäßige Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Mantelschicht sowie durch die hohe Sprödigkeit der gehärteten Struktur des Substrats verursacht. Darüber hinaus entstehen fehlende Schmelzfehler durch unzureichende Laserleistung, übermäßige Scangeschwindigkeit oder instabile Pulverzufuhr, die eine wirksame metallurgische Bindung zwischen Pulver und Substrat verhindern. Oberflächenunebenheiten hängen eng mit der Scangeschwindigkeit, der Pulverzufuhrrate und der ungleichmäßigen Laserenergieverteilung zusammen.

Entsprechend den Ursachen verschiedener Fehler muss ein vollständiges Prozesslösungssystem aus „Quellcodeverwaltung + Prozessoptimierung + Nachbearbeitung“ erstellt werden. Um die Porosität zu gewährleisten, sollte das Pulver vor der Verwendung zwei bis vier Stunden lang bei 120–150 Grad vakuumgetrocknet werden, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Untergrundoberfläche sollte vorher sandgestrahlt und gereinigt werden, um Verunreinigungen zu entfernenLaserauftragschweißen; Gleichzeitig sollten die Laserleistung und die Scangeschwindigkeit optimiert werden, um eine ausreichende Verweildauer des Schmelzbades sicherzustellen. Um Risse zu verhindern und zu kontrollieren, ist es notwendig, ein Beschichtungspulver auszuwählen, das dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats entspricht, das Substrat auf 200–400 Grad vorzuwärmen, eine mehrschichtige und mehrstufige Beschichtung anzuwenden und anschließend eine Temperbehandlung bei niedriger Temperatur durchzuführen, um Spannungen abzubauen. Bei fehlender Verschmelzung ist es notwendig, die Laserenergiedichte genau einzustellen, um die Substratoberfläche zu schmelzen und die Stabilität des Pulverzufuhrsystems sicherzustellen; Um das Problem der Oberflächenunebenheit zu lösen, kann dies durch Reduzierung der Scangeschwindigkeit und Anpassung der Pulverzufuhrrate an die Laserenergie erreicht werden. Bei Werkstücken, die eine hohe Präzision erfordern, können nachträgliche Bearbeitungsprozesse hinzugefügt werden.

Die Prävention und Kontrolle vonLaserauftragschweißenFehlern liegt im Wesentlichen in der genauen Abstimmung von Prozessparametern, Materialeigenschaften und Umgebungsbedingungen zugrunde. Mit der Entwicklung der Laserbearbeitungstechnologie bietet der Einsatz intelligenter Mittel wie Punktformung und Echtzeitüberwachung einen neuen Weg für die genaue Identifizierung und dynamische Regulierung von Fehlern. Zukünftig wird eine eingehende Untersuchung des metallurgischen Reaktionsmechanismus während des Beschichtungsprozesses in Kombination mit einer intelligenten Prozessoptimierung die Fehlerrate weiter reduzieren, die breitere Anwendung der Laserbeschichtungstechnologie in der High-End-Fertigung, bei der Reparatur von Geräten und anderen Bereichen fördern und zuverlässigen technischen Support zur Verbesserung der Geräteleistung und Verlängerung der Lebensdauer bieten.