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激光熔覆和激光焊接有何不同？

這兩種工藝各有優(yōu)勢，但它們也能很好地協(xié)同工作——未來的發(fā)展可能會帶來更有效的應(yīng)用;激光熔覆和激光焊接是不同的工藝，但它們服務(wù)于相似的需求：連接材料。每一種都有一些特點和好處，在某些情況下，專業(yè)人員可以同時使用它們。讓我們來看看每個過程是什么，以及它提供了什么。什么是激光熔覆？—激光熔覆，也稱為“激光沉積”，涉及使用填充材料在金屬基材和金屬涂層之間形成冶金結(jié)合。填充材料通常以粉末、帶狀或線狀形式到達(dá)，并同軸或橫向地引入激光的熱量。通過使用多種粉末類型并調(diào)整每種粉末的進(jìn)料速率，可以創(chuàng)建使用多種材料沉積的組件，甚至可以創(chuàng)建具有材料梯度的組件。激光熔覆在各種各樣的工業(yè)任務(wù)中發(fā)揮作用——包括應(yīng)用表面涂層、快速制造和修復(fù)磨損的零件。CO 2、Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石）和光纖激光器是該工藝中的三種激光器，其用途有以下幾個原因：由于冶金結(jié)合，分離和分離的風(fēng)險很低分層。激光熔覆支持多種材料選擇，包括基材和沉積材料。使用此方法的孔隙率有限。激光熔覆也非常適合自動化并集成到 CNC 操作和基于 CAD 的流程中。沉積材料的選擇包括黑色金屬，例如不銹鋼和碳鋼，以及鈷基和鎳基合金，以及鋁、鉻鎳鐵合金和鈦合金。與傳統(tǒng)的熔覆和焊接技術(shù)相比，激光熔覆提供了高速熱循環(huán)，可以實現(xiàn)更高的硬度和更精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)——這兩個特性有助于抵抗腐蝕。激光熔覆還提供有限的熱影響區(qū)的好處，它具有許多優(yōu)點：它減少了零件或工件的創(chuàng)傷量，減少了變形的可能性，并允許該過程與其他關(guān)鍵區(qū)域一起進(jìn)行耐熱性較差，包括相鄰的邊緣和墻壁。這意味著激光熔覆可以為敏感區(qū)域增加結(jié)構(gòu)加固。有關(guān)激光熔覆及其優(yōu)點的示例，請比較激光熔覆螺釘與氮化螺釘。根據(jù)《激光焊接技術(shù)手冊》，采用激光熔覆處理的螺釘?shù)氖褂脡勖韧惛吆辖鸬葆敻?0%。石油和天然氣和地下采礦等重工業(yè)是激光熔覆的絕佳搭檔——工人通常用它來重修氣缸支柱、鉆井設(shè)備、渦輪葉片和其他關(guān)鍵件。通過這樣做，他們延長了這些關(guān)鍵部件的性能壽命并延長了其設(shè)備的使用壽命。

什么是激光焊接？—激光焊接是一種激光將兩種不同材料熔化在一起的過程。它可用于連接微型電子元件以及較大的鋼結(jié)構(gòu)。此處使用的最常見的激光器類型是 CO 2  - 通過鏡子傳輸 - 和 Nd:YAG - 通過光纖傳輸。然而，由于其更高的功率輸出，CO 2 激光器可以連接更厚的鋼板——高達(dá) 1.5 英寸厚——這是 Nd:YAG 激光器無法做到的。激光焊接與激光熔覆的根本區(qū)別在于它不需要填充材料。對于需要連接不同材料的應(yīng)用，制造商可以包括具有 IR 吸收特性的中間層。與激光熔覆一樣，激光焊接也會產(chǎn)生最小的熱影響區(qū)和很小的熱變形。其他優(yōu)點包括高生產(chǎn)率和高速運行。由于激光提供集中的熱源，兩種材料之間的接合處會迅速熔化和融合，緊接著冷卻。這使得制造商對材料的選擇成為一個關(guān)鍵決定，因為這些材料必須能夠承受快速冷卻而不開裂。激光焊接在各種應(yīng)用中很常見，包括：電子產(chǎn)品包裝;紡織品醫(yī)療設(shè)備;窗框;標(biāo)牌和視覺展示;食品和醫(yī)療產(chǎn)品的包裝;汽車零件例如，制造和/或維護(hù)人員為何如此重視激光焊接，請考慮使用激光焊接修復(fù)模具與鎢極惰性氣體保護(hù) (TIG) 焊接之間的區(qū)別。脈沖激光焊接可減少對焊縫周圍區(qū)域的附帶損害和削弱。與使用傳統(tǒng)焊接修復(fù)的工件相比，這使得修復(fù)或重復(fù)使用模具或其他工件的次數(shù)和時間要長得多。

熔覆和焊接在一起 —激光焊接和激光熔覆在某些方面有所不同。它們都將兩種材料連接在一起，但激光熔覆本質(zhì)上是通過用另一種金屬涂覆基材來創(chuàng)建新表面。與此同時，激光焊接將兩個工件融合在一起。但是，在某些情況下，兩者可以協(xié)同工作。

將兩者結(jié)合的一種情況涉及使用“異國情調(diào)”冶金。一些奧氏體鋼等級和鎳合金是“異國情調(diào)”和理想的，因為它們能夠在惡劣的環(huán)境中承受腐蝕。焊接非天然存在的奇異材料可能很困難，但同時使用焊接和覆層可以幫助實現(xiàn)兩全其美。激光焊接可以連接兩種因其結(jié)構(gòu)特性而備受推崇的傳統(tǒng)材料，而激光熔覆可以戰(zhàn)略性地在關(guān)鍵連接處或出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的位置沉積更奇特的材料，因其表面特性而有價值。一個例子是采礦卡車輪轂。礦業(yè)公司可以通過戰(zhàn)略性地覆蓋磨損最嚴(yán)重的區(qū)域，為這些結(jié)構(gòu)部件注入新的活力。焊接傳統(tǒng)材料會形成零件本身的結(jié)構(gòu)，但在維護(hù)或修復(fù)期間使用特殊合金進(jìn)行售后市場覆層可以通過使表面具有耐腐蝕性等理想品質(zhì)來幫助延長其使用壽命。另一個結(jié)合了兩全其美的用例涉及厚板焊接，這通常需要一個稱為接頭準(zhǔn)備的勞動密集型過程。但是，混合激光焊接通過引入填充材料借鑒了激光熔覆，這使得許多準(zhǔn)備工作變得不必要。由于各種原因，這兩個過程分別是有益的，但它們在某些情況下也能很好地協(xié)同工作。未來的發(fā)展可能會帶來更多的混合方法，將兩者最有效的特征結(jié)合起來。