Laserverhoilu on menetelmä materiaalin levittämiseksi lasersäteellä , jolla luodaan sulateallas, johon materiaali syötetään. Sekä jauheita että lankoja voidaan käyttää lisäaineina [1] .
Nykyaikaiset laserpinnoituslaitteet on varustettu pääosin diodi- tai valokuitulaserlähteillä. Lisäksi on olemassa kaasua ja muita lähteitä, joita käytetään myös pinnoittamiseen. Diodilaserit soveltuvat parhaiten pinnoitusprosessiin, koska energian jakautumistiheys polttopisteessä on tasaisin [2] .
Laserverhous säteilyn luonteen mukaan on:
Siellä on lanka- ja jauhelaserverhoilu. Esipinnoitetun pinnan laserskannausta kutsutaan laserfuusioksi.
Seuraavat toimitustavat ovat käytettävissä:
Laserpinnoitukseen voidaan käyttää lasertyyppejä, jotka tuottavat aallonpituuden alueella 0,9–1,3 μm, koska tällä alueella säteilyn absorptioaste on optimaalinen useimmille puhtaille metalleille ja metalliseoksille.
Jatkuva laserpinnoitus Jatkuvalle pinnoitukselle on ominaista korkeampi tuottavuus. Laserverhouksen pienin lämmöntuotto muihin verhous- ja hitsaustekniikoihin verrattuna mahdollistaa myös vaikeasti hitsattavien materiaalien käsittelyn. Pintamateriaalin ja alustan sekoitusvyöhykkeen keskiarvo on 10-30 µm pinnoitustavoista riippuen. Kerrostuman paksuus yhdellä ajokerralla vaihtelee 0,05–3 mm.
Nykyään on olemassa optisia järjestelmiä, joiden avulla voit hitsata sekä ulko- että sisäpintoja. Perimmäinen ero sisäpintojen järjestelmien välillä on valoenergian virtausta kääntävän prisman tai peilien läsnäolo.
Laserpinnoitustekniikoiden pääasiallisia kuluttajia ovat öljy- ja kaasuteollisuus, metallurgia, laivanrakennus, kipsi-sementtiteollisuus.
Pinnoitus pulssilaserilla
Pulssilaserilla on korkea huipputeho, pintakäsittely tapahtuu manuaalisesti, pääasiassa langalla tai robottijärjestelmien (lanka tai jauhe) avulla. Materiaali syötetään sulatuskylpyyn.
Manuaalisen pintakäsittelyn aikana prosessin tarkkailu mikroskoopilla 10-16-kertaisella suurennuksella. Mikroskoopin okulaarissa on hiusristikko, jota pitkin lasersäde asetetaan, joten käyttäjä tietää aina, mihin seuraava pulssi osuu. Käytetyn fokusoidun lasersäteen halkaisijat vaihtelevat 0,2–2,5 mm, riippuen toimitetun lisäaineen halkaisijasta (d-pisteen tulee olla 1,5–2 kertaa lisäaineen halkaisija, jotta lisäaine sekoittuu kerrostettuun pintaan), mikä mahdollistaa minimoida sulatteen tilavuus ja vastaavasti vähentää lämmön syöttöä käsiteltävään materiaaliin. Pinnoitusvyöhykkeelle syötetään inerttiä kaasua, joka suojaa sulateallasta hapen pääsyltä. Manuaalista hitsausta käytetään pääasiassa kuluneiden tai vaurioituneiden osien alkuperäisten mittojen saamiseksi. Sitä käytetään useimmiten vaurioituneiden koneiden ja muottien osien korjaamiseen. Koska prosessi on pohjimmiltaan lisäaineella hitsausta, pinnoitus tapahtuu joidenkin osien hitsauksen aikana.
Robottipulssipinnoitusta käytetään useammin uusissa tuotteissa, koska sen avulla voidaan vähentää halkeamien muodostumista kerrostettuun kerrokseen, koska osaan kohdistuva lämpövaikutus vähenee.
Laserhitsaus on yleistynyt teollisuudessa. Tunnetuimpia sovelluksia ovat erilaisten koneenosien, muottien ja meistien vaurioituneiden pintojen entisöinti . Toinen sovellus on pinnallisuuden muuttaminen. Täytemateriaalit voivat poiketa kemialliselta koostumukseltaan pohjasta ja niillä voi olla erilaisia ominaisuuksia. Tällä tavoin muottien kuluneet reunat vahvistetaan pinnoittamalla kovempaa materiaalia.
Uudempi sovellus on osa prototyyppiä. Esimerkiksi 3D-tulostin , joka tulostaa metallijauheella, olennaisesti sulattaa jauhekerroksia yhteen [4] .