中心送粉激光熔覆技術(shù)是基于旁軸送粉技術(shù)和同軸送粉技術(shù)二者基礎(chǔ)上研發(fā)的新型送粉技術(shù)。該技術(shù)目前主要應(yīng)用于高速激光熔覆技術(shù)中，使得高速激光熔覆技術(shù)更夠最大程度上發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)(表面平整，效率高，粉末利用率高)。
中心送粉技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)光包粉技術(shù)，即熔覆頭中心設(shè)有單束粉末通道，激光束圍繞金屬粉呈周?chē)h(huán)狀分布或者多束周向環(huán)繞分布。實(shí)際工作中，金屬粉自中心通道在重力及氣動(dòng)的作用下輸出，外圍激光與金屬粉在基體上方相交于一處，處于中心位置的金屬粉被激光光束環(huán)繞充分吸收光能量成為熔融或者半熔融狀態(tài)，之后熔融狀態(tài)的金屬粉落入基體表面的熔池，在基體表面形成平整致密的冶金熔覆層。
粉包光 光包粉
同軸送粉激光熔覆原理圖
下面就中心送粉激光熔覆技術(shù)和其他幾種送粉方式有什么不同，國(guó)盛激光小編就來(lái)做一個(gè)重點(diǎn)介紹的技術(shù)介紹：
1、 金屬粉末利用率可達(dá)90%
相對(duì)于同軸氣動(dòng)送粉，中心送粉的特點(diǎn)是粉末為單一粉流，不存在不同方向粉流的相互撞擊散射。另外，在垂直向下熔覆加工時(shí)，可以使用較低的送粉氣壓，這樣，一方面粉流速度相對(duì)較慢，粉末與激光的作用時(shí)間長(zhǎng)，更易于粉末在熔池上空的熔化。另一方面，較低的粉流速度，也減少粉流與基體之間的彈射。實(shí)際應(yīng)用表明，中心送粉高速熔覆熔覆過(guò)程飛濺明顯減小，粉末利用率大大提高。
2、 光路穩(wěn)定性高，可長(zhǎng)時(shí)間出光
相比較，同軸送粉激光熔覆技術(shù)和旁軸送粉激光熔覆技術(shù)的激光束直接照射熔池，熔池表面非常光滑，具有很高的激光反射率，因此這兩種激光熔覆技術(shù)的光路系統(tǒng)受激光熔池?zé)彷椛溆绊懘?，長(zhǎng)時(shí)間出光穩(wěn)定性差。而中心送粉設(shè)計(jì)一般激光束沿周邊有一定傾斜角度的輸出至熔池中，出光口分散多個(gè)光口較小，且和熔池有一定的角度，避免受激光作用區(qū)的直接熱輻射，光學(xué)系統(tǒng)更安全。同樣的中心送粉金屬粉飛濺較小，再者光路有一定的傾斜角度，受飛濺影響非常小。
3、 熔覆效率高(0.7-1.2㎡/h)
中心送粉技術(shù)粉末利用率高，激光能量利用充足，可實(shí)現(xiàn)非常高的熔覆效率(單邊0.5-0.7mm厚度時(shí)，熔覆效率可達(dá)0.7-1.2㎡/h)。熔覆層稀釋率低。超高速激光熔覆技術(shù)由于較高的熔覆線(xiàn)速度，熔池的存在時(shí)間非常短，因此其熔覆層的稀釋率很低。超高速激光熔覆技術(shù)還具有熔覆層粗糙度好、抗裂性好以及工件變形小等特點(diǎn)。超高速激光熔覆技術(shù)制備的熔覆層較薄，非常適合新品零件表面的預(yù)保護(hù)涂層制備。
4、中心送粉相對(duì)于同軸氣動(dòng)送粉的優(yōu)點(diǎn)
相對(duì)于同軸氣動(dòng)送粉，中心送粉的特點(diǎn)是粉末為單一粉流，不存在不同方向粉流的相互撞擊散射。另外，在垂直向下熔覆加工時(shí)，可以使用較低的送粉氣壓，這樣，一方面粉流速度相對(duì)較慢，粉末與激光的作用時(shí)間長(zhǎng)，更易于粉末在熔池上空的熔化。另一方面，較低的粉流速度，也減少粉流與基體之間的彈射。實(shí)際應(yīng)用表明，中心送粉高速熔覆熔覆過(guò)程飛濺明顯減小，火花相當(dāng)輕柔，粉末利用率大大提高。
同軸氣動(dòng)送粉 中心送粉
總結(jié)上述分析，旁軸送粉和同軸送粉發(fā)展時(shí)間較久且基于其各自的技術(shù)特點(diǎn)和限制，一直沒(méi)有得到更廣范圍的推廣應(yīng)用。中心送粉技術(shù)可彌補(bǔ)二者的技術(shù)缺陷，具有多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且隨著高速激光熔覆與中心送粉技術(shù)的完美結(jié)合，高效率高質(zhì)量的激光熔覆效果必將征服更多的領(lǐng)域市場(chǎng)。我們相信隨著更多企業(yè)的應(yīng)用推廣，不久以后，高速激光熔覆+中心送粉技術(shù)將成為激光熔覆主流應(yīng)用同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)也會(huì)在金屬表面領(lǐng)域占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。
感謝資料提供：中科中美高速激光熔覆