Phân tích chuyên sâu quy trình phủ laser: Nguyên lý, phân loại và lựa chọn vật liệu

Công nghệ phủ laser là một kỹ thuật xử lý bề mặt tiên tiến. Nguyên lý của nó nằm ở việc định vị cẩn thận vật liệu phủ đã chọn lên bề mặt chất nền với nhiều dạng hạt khác nhau. Khi chùm tia laser năng lượng cao chiếu vào khu vực cần phủ, không chỉ vật liệu phủ tan chảy mà một lớp mỏng trên bề mặt chất nền cũng tan chảy đồng thời. Thông qua quá trình đông đặc nhanh chóng, một lớp phủ bề mặt với tỷ lệ pha loãng cực thấp được tạo ra. Lớp phủ này tạo thành liên kết luyện kim với vật liệu nền, điều này rất quan trọng vì nó có thể cải thiện đáng kể nhiều đặc tính của bề mặt chất nền. Ví dụ, nó có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn, cho phép các bộ phận chịu được ma sát nhiều hơn; tăng cường khả năng chống ăn mòn, bảo vệ vật liệu khỏi các tác động hóa học; tăng cường khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa, cho phép các bộ phận hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao và oxy hóa; và thậm chí thay đổi các đặc tính điện.

Dựa trên bản chất của vật liệu phủ laser và cách nó tương tác với chùm tia laser, các công nghệ phủ laser thông thường có thể được phân loại. Công nghệ phủ laser cấp bột đồng trục thường sử dụng laser sợi quang bán dẫn và bộ cấp bột dạng đĩa mang khí. Đầu phủ có thiết kế điểm tròn với đầu ra ánh sáng trung tâm và cấp bột dạng vòng hoặc cấp bột đa chùm xung quanh chùm tia, cùng với kênh khí bảo vệ chuyên dụng. Trong quá trình phủ, chùm bột, chùm tia laser và luồng khí bảo vệ hội tụ tại một điểm, tạo ra một vũng nóng chảy tại điểm tiêu cự. Khi đầu phủ và phôi di chuyển tương đối với nhau, một lớp phủ liên tục và chất lượng cao được hình thành dần trên bề mặt phôi. Công nghệ phủ laser cấp bột cận trục, còn được gọi là công nghệ phủ laser cấp bột bên, có những đặc điểm riêng biệt trong cơ chế cấp bột và ghép nối chùm tia. Công nghệ phủ laser tốc độ cao, đôi khi được gọi là công nghệ phủ laser tốc độ cực cao, tập trung vào việc đạt được tốc độ lắng đọng lớp phủ nhanh hơn trong khi vẫn duy trì chất lượng lớp phủ. Công nghệ hàn phủ laser tốc độ cao sử dụng vật liệu dạng dây, mang đến một cách tiếp cận khác so với các phương pháp hàn phủ dựa trên bột. Mỗi phương pháp này đều có các kịch bản ứng dụng và ưu điểm riêng, khiến hàn phủ laser trở thành một công nghệ rất linh hoạt và dễ thích ứng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau.