روکش کاری لیزری

در روکش کاری لیزری به دلیل ذوب سطحی قطعه مورد نظر ، چسبندگی پوشش به قطعه به خوبی صورت می گیرد. همچنین سبب تمرکز حرارتی بالای لیزر ، اعمال پوشش بر قطعات حساس و ظریف امکان پذیر است.

در فرآيند روکش کاري ليزري ، بخشی از انرژی پرتو پرتوان ليزر جذب پودر شده و منجر به ذوب پودر قبل از رسيدن به زير لايه می شود. بخش ديگر آن لايه سطحی نازکی از زير لايه را ذوب کرده و با ایجاد پیوند ضمن حداقل اختلاط بين لايه پوشش و زير لايه ايجاد مي شود.

مزایا فرآیند کلدینگ

در سال های اخیر تمایل رو به رشد در کاربرد فرآیند روکش کاری لیزری ، به دلیل بهبود سطح است. به ویژه در مواردی که پوشش های سطحی از تخریب فلز و هزینه اقتصادی مرتبط تا حد زیادی می کاهند، این تکنیک مورد توجه قرار گرفته است.

مزایای روکش کاری لیزری ، رسوب پوششی نازک، عاری از حفره و ترک و همچنین با ضخامت قابل کنترل بر روی سطح مورد نظر می باشد. زمان واکنش پرتو پرانرژی لیزر با پودر و زیرلایه کوتاه است که منجر به کاهش انرژی ورودی به قطعه و در نتیجه اعوجاج کمتر در قطعه نسبت به سایر روش های رایج عملیات سطحی می شود.

آلیاژ روکش کاری لیزری

انتخاب آلياژ كه با توجه به شرايط كاری قطعه انجام می شـود نيز به اندازه انتخاب فرآيند روكش كاری لیزری اهميت دارد. گروهی از آلياژها پايه كبالت، استلايت ناميده می شوند. امروزه اين آلياژها بر حسب نياز در بيست نوع تجاری با ترکیب شیمیایی متفاوت و به شكل های متنوع پودر، مفتول و … تولید شـده و برای کاربردهای گوناگون استفاده می شوند.

از خصوصيات عمومی آلياژهای استلايت در روکش کاری لیزری می توان به حفظ استحكام مكانیکی در دما بالا ، مقاومت در برابر شرايط سايشی شديد، مقاومت به خوردگی و اكسيداسيون، مقاومت به خستگی حرارتی و خزش اشاره نمود.

اگرچه فولاد زنگ نزن تركيب منحصر به فردی از خواص مكانیکی و چقرمگی دارد و اما مقاومت سايشی ضعيف اين نوع از فولادها محدودیت هایی برای کاربردهای آن ايجاد كرده است. در روکش کاری لیزری برای غلبه بر اين مشكل از آلياژهای استلايت به عنوان پوشش فـولاد در صنايعی نظير هوافضا، نفت و پتروشيمی، اتومبيل سازی و صنايع شيميايی استفاده می شوند.

فرآیند لیزر کلدینگ

در روکش کاری لیزری به دلیل حرارت ورودی پایین در این روش می توان فولاد های مقاوم به دمای بالا را بدون پیش گرم و یا پس گرم لایه نشانی کرد. علی رغم مزایای فراوان پوشش دهی لیزری ، کاربرد های صنعتی آن به دلیل قیمت نسبتا بالای سامانه لیزر و حساسیت بالای فرایند به تغییرات زیاد در اندازه حوضچه مذاب محدود است.

 لازم به ذکر است که در فرآیند لیزر کلدینگ ، نوسانات در جریان پودر موجب تغییرات مهمی در هندسه کلی و ریز ساختار پوشش می شود.

در لیزر کلدینگ جهت تغذيه پودر به ناحيه مذاب ، دو روش وجود دارد: نخست قرار دادن پودرها بر روی سطح و ديگری پاشش پودر به درون پرتو ليزر در نقطه برخورد آن بـر روی سطح. روش نخست شامل مشكلات فراوانی است كـه می توان به دشوار بودن نگهداری پودر در محل در حين ذوب به وسيله پرتو ليزر و نياز به پرتو با توان بيشتر جهت ذوب كامل و اختلاط بيشتر با زير لايه اشاره نمود.

در نتیجه معمولا روش پاشش پودر در روکش کاری لیزری ترجيح داده می شود. از آنجا كه توان و سايز پرتو ليزر محدود می باشد، نمی توان منطقه وسیعی از سطح فلز را تنها با یک پاس كه حداكثر پهنای معادل با عرض پرتو ليزر دارد ، پوشش داد. در نتیجه همپوشانی پاس های مجاور نيز مورد نياز می باشد.

با انتخاب بهينه پارامترهای فرآيند لیزر کلدینگ كه بر اساس مدل های نيمه تجربی محاسبه می شود ، امكان ايجاد سطحی با كيفيت بالا و هندسه قابل كنترل فراهم می شود. همچنین دستيابی به خواص مكانيکی و ریز ساختار مطلوب نيز ميسر می شود.

خدمات لیزر کلدینگ

بخش هایی از قطعات صنعتی که تحت سایش و خوردگی دچار تغییر ابعادی شده اند، با استفاده از خدمات روکش کاری لیزری بازسازی می شوند.

سايش غلتک های نورد در فرآيند ريخته گری پيوسته را که به علت شرايط كاری سخت و دمای بالا رايج می باشد، می توان با روكش كاری لیزری یک لايه مقاوم به سايش بر سطح غلتک كنترل نمود. همچنين برای تعمير عیوب سطحی پره های توربين بخار كه ناشی از تماس آنها بـا ذرات ساينده می باشد نيز می توان از روكش كاری استفاده كرد.

روش های رایج جوشکاری لیزری و پوشش کاری برای ترمیم قطعه به دلیل گرمای ورودی بالا هنگام جوش، موجب ایجاد ترک، تنش و پیچیدگی قطعات می شود. خدمات لیزر کلدینگ به دلیل دقت و کنترل منبع لیزر و همچنین گرمای اندک ورودی ، می تواند برای ترمیم قطعات صنعتی استفاده شود.

قیمت روکش کاری لیزری

نکته قابل توجه در مورد روکش کاری لیزری این است که هزینه های نگهداری دستگاه آن در حال زیاد می باشد. اما امید است که با پیشرفت سریع نسل جدید لیزرها ، این هزینه ها کاهش یابد. رشد روزافزون لیزر سبب ارتقا سرعت ، کیفیت و همچنین کاهش هزینه محصولاتی می شود که با این روش روکش کاری شده است. چراکه لیزر کلدینگ ، روشی سریع و ارزان قیمت برای تعمیر قطعات گرانبهایی است که ساخت آن ها زمان بر و هزینه بر می باشد.