Los principales parámetros del proceso que afectan la calidad del revestimiento láser incluyen la potencia del láser, la velocidad del revestimiento, la distancia focal de la lente, la posición de enfoque y el gas protector. La potencia del láser y la velocidad del revestimiento son los principales parámetros que afectan la calidad del revestimiento. El espesor del revestimiento depende de la potencia del láser, aproximadamente 0,7 veces la potencia (kW).
Generalmente, al aumentar la potencia aumenta la profundidad del revestimiento; aumentar la velocidad da como resultado una profundidad de revestimiento menor, una costura de soldadura más estrecha y una zona afectada por el calor-y una mayor productividad. Sin embargo, una velocidad de revestimiento y una potencia del láser excesivamente altas aumentarán la tendencia a la porosidad y los huecos. La distancia focal de la lente de revestimiento láser está determinada por el diámetro del punto láser de salida, y existe un valor de coincidencia óptimo entre los dos. En términos generales, cuanto mayor sea la profundidad de revestimiento requerida, mayor será la distancia focal de la lente. Las lentes de distancia focal corta tienen mayores requisitos de enfoque y hay más salpicaduras durante el revestimiento de pulvimetalurgia, lo que provoca una contaminación grave de las lentes. Las lentes con distancias focales excesivamente largas se difractan, lo que hace que el punto focal se haga más grande y la densidad de energía en el punto focal no puede alcanzar su valor máximo. En China, se utilizan generalmente sistemas ópticos de enfoque de lentes. Estos sistemas sólo se pueden utilizar en situaciones con menor potencia del láser; Una mayor potencia del láser provocará una desviación del punto focal de la lente, lo que dará como resultado una mala formación y calidad de la soldadura. En aplicaciones de alta-potencia en el extranjero, los sistemas ópticos de enfoque reflectante se utilizan principalmente debido a sus condiciones de enfriamiento superiores, estabilidad térmica, formación de soldadura uniforme y hermosa y calidad confiable del revestimiento. El revestimiento por láser logra una gran profundidad de revestimiento (aproximadamente 1/3 del espesor de la placa) al enfocar el láser en una ubicación específica debajo de la pieza de trabajo; La ubicación del enfoque horizontal depende de la situación específica. El gas protector protege la lente de enfoque y previene la oxidación de la soldadura; se prefiere un gas inerte, tal como helio. En mi país, debido al alto costo del helio, generalmente se utiliza argón. El caudal de gas debe controlarse cuidadosamente; un caudal demasiado bajo será ineficaz, mientras que un caudal demasiado alto desperdiciará gas y provocará que el baño de soldadura se agite, lo que dará como resultado crestas onduladas en la superficie de soldadura. El revestimiento láser se puede clasificar en términos generales en dos categorías según el método de suministro del material de revestimiento: revestimiento láser pre-posicionado y revestimiento láser sincrónico. El principal flujo de proceso del revestimiento láser pre-preposicionado es: pretratamiento de la superficie del revestimiento del material del sustrato – pre-posicionamiento del material de revestimiento – precalentamiento – fusión por láser – post-tratamiento térmico. El flujo de proceso principal del revestimiento láser síncrono es el siguiente: pretratamiento de la superficie del material del sustrato – fusión por láser – post-tratamiento térmico. El revestimiento láser utiliza un rayo láser de alta-energía (10⁴–10⁶ W/cm²) para irradiar la superficie de un sustrato metálico, lo que hace que la capa delgada sobre la superficie del sustrato y el material de revestimiento interactúen. Mediante una rápida fusión y solidificación, se forma una capa de recubrimiento con propiedades fisicoquímicas especiales, como alta dureza, buena resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. Este es un nuevo material compuesto que puede complementar las excelentes propiedades que faltan en el sustrato, utilizando más plenamente las ventajas de ambos y superando sus respectivas deficiencias, mejorando así significativamente la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión, la resistencia al calor, la resistencia a la oxidación y otras propiedades fisicoquímicas de la superficie del sustrato.
Desde la década de 1980, la tecnología de revestimiento láser se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en un tema candente en la investigación de modificación de superficies con láser tanto a nivel nacional como internacional. La tecnología de revestimiento láser tiene importantes beneficios técnicos y económicos y se utiliza ampliamente en la fabricación y reparación de maquinaria, fabricación de automóviles, maquinaria textil, marina y aeroespacial, y en los campos petroquímicos.
La tecnología de revestimiento láser ha logrado ciertos resultados y se encuentra en la etapa inicial de avance gradual hacia la aplicación industrial. Las perspectivas de desarrollo futuro incluyen principalmente los siguientes aspectos:
(1) Investigación teórica básica sobre revestimiento láser.
(2) Diseño y desarrollo de materiales de revestimiento.
(3) Mejora y desarrollo de equipos de revestimiento láser.
(4) Establecimiento de modelos teóricos.
(5) Tecnología de creación rápida de prototipos para revestimiento láser.
(6) Automatización del control del proceso de revestimiento.