Szczegółowa analiza procesu napawania laserowego: zasady, klasyfikacja i dobór materiałów
Technologia napawania laserowego stanowi najnowocześniejszą technikę inżynierii powierzchni. Jej zasada polega na precyzyjnym nałożeniu wybranego materiału powłoki na powierzchnię podłoża w różnych formach wypełniacza. Gdy wysokoenergetyczna wiązka laserowa oświetla obszar, nie tylko topi się materiał powłoki, ale jednocześnie topi się cienka warstwa na powierzchni podłoża. Poprzez szybkie krzepnięcie powstaje powłoka powierzchniowa o wyjątkowo niskim stopniu rozcieńczenia. Powłoka ta tworzy wiązanie metalurgiczne z materiałem podłoża, co jest kluczowe, ponieważ może znacząco poprawić wiele właściwości powierzchni podłoża. Na przykład, może znacznie poprawić odporność na zużycie, umożliwiając komponentom wytrzymywanie większego tarcia; zwiększyć odporność na korozję, chroniąc materiały przed szkodliwym działaniem substancji chemicznych; zwiększyć odporność cieplną i odporność na utlenianie, umożliwiając pracę elementów w środowiskach o wysokiej temperaturze i utlenianiu; a nawet modyfikować właściwości elektryczne.
W zależności od rodzaju materiału do napawania laserowego i sposobu jego sprzężenia z wiązką lasera, popularne technologie napawania laserowego można podzielić na kategorie. Technologia napawania laserowego z koncentrycznym podawaniem proszku zazwyczaj wykorzystuje laser z wyjściem światłowodowym półprzewodnikowym i dyskowy podajnik proszku z gazem. Głowica napawania ma okrągłą konstrukcję z centralnym wyjściem światła i pierścieniowym lub wielowiązkowym podawaniem proszku wokół wiązki, wraz z dedykowanym kanałem gazu ochronnego. Podczas procesu napawania wiązka proszku, wiązka lasera i przepływ gazu ochronnego zbiegają się w jednym punkcie, tworząc jeziorko stopionego materiału w punkcie ogniskowym. W miarę jak głowica napawania i element obrabiany poruszają się względem siebie, na powierzchni elementu obrabianego stopniowo tworzy się ciągła, wysokiej jakości powłoka. Technologia napawania laserowego z paraksalnym podawaniem proszku, znana również jako technologia napawania laserowego z bocznym podawaniem proszku, charakteryzuje się unikalnymi cechami w mechanizmach podawania proszku i sprzężenia wiązki. Technologia napawania laserowego o wysokiej prędkości, czasami nazywana technologią ultraszybkiego napawania laserowego, koncentruje się na osiągnięciu szybszego tempa osadzania powłok przy jednoczesnym zachowaniu ich jakości. Technologia napawania laserowego drutem o wysokiej prędkości wykorzystuje materiały w formie drutu, co stanowi inne podejście w porównaniu z metodami napawania proszkowego. Każda z tych metod klasyfikacji ma swoje własne scenariusze zastosowań i zalety, co sprawia, że napawanie laserowe jest niezwykle wszechstronną i elastyczną technologią w różnych dziedzinach przemysłu.
