Задълбочен анализ на процеса на лазерно наплакване: принципи, класификация и избор на материали

Технологията за лазерно наплакване представлява авангардна техника за повърхностно инженерство. Принципът ѝ се състои в внимателно позициониране на избран покривен материал върху повърхността на субстрата в различни форми на пълнител. Докато високоенергиен лазерен лъч облъчва областта, не само покривният материал се стопява, но едновременно с това се стопява и тънък слой от повърхността на субстрата. Чрез бързо втвърдяване се създава повърхностно покритие с изключително ниска скорост на разреждане. Това покритие образува металургична връзка с материала на субстрата, което е от решаващо значение, тъй като може значително да подобри множество свойства на повърхността на субстрата. Например, то може значително да подобри износоустойчивостта, позволявайки на компонентите да издържат на по-голямо триене; да повиши устойчивостта на корозия, предпазвайки материалите от химически атаки; да подобри устойчивостта на топлина и окисляване, позволявайки на частите да работят във високотемпературна и окислителна среда; и дори да промени електрическите свойства.

Според естеството на материала за лазерно плакиране и начина, по който той се свързва с лазерния лъч, могат да се категоризират често срещаните технологии за лазерно плакиране. Технологията за коаксиално лазерно плакиране с подаване на прах обикновено използва полупроводников оптичен лазер и дисково подаващо устройство за прах, носещо газ. Главата за плакиране е с кръгла точкова конструкция с централен светлинен изход и пръстеновидно подаване на прах или многолъчево подаване на прах около лъча, заедно със специален канал за защитен газ. По време на процеса на плакиране, праховият лъч, лазерният лъч и потокът от защитен газ се събират в една точка, създавайки разтопен басейн във фокусната точка. Тъй като главата за плакиране и детайлът се движат един спрямо друг, върху повърхността на детайла постепенно се образува непрекъснато и висококачествено покритие. Параксиалната технология за лазерно плакиране с подаване на прах, известна още като технология за странично лазерно плакиране с подаване на прах, има свои уникални характеристики в механизмите за подаване на прах и свързване на лъча. Високоскоростната технология за лазерно плакиране, понякога наричана ултрависокоскоростна технология за лазерно плакиране, се фокусира върху постигането на по-бързи скорости на отлагане на покритието, като същевременно се запазва качеството на покритието. Високоскоростната технология за лазерно плакиране с жица използва материали с форма на тел, което представлява различен подход в сравнение с методите за плакиране на прахова основа. Всеки от тези методи за класификация има свои собствени сценарии на приложение и предимства, което прави лазерното наплакване изключително гъвкава и адаптивна технология в различни индустриални области.