RU2100479C1 - Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка - Google Patents
Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2100479C1 RU2100479C1 RU96100473A RU96100473A RU2100479C1 RU 2100479 C1 RU2100479 C1 RU 2100479C1 RU 96100473 A RU96100473 A RU 96100473A RU 96100473 A RU96100473 A RU 96100473A RU 2100479 C1 RU2100479 C1 RU 2100479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- gas
- laser
- nozzle
- product
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: способ газопорошковой лазерной наплавки включает подачу порошка из двух сопел. Из одного сопла подают порошок вслед движению изделия в головную часть лазерного пятна, а из другого сопла - навстречу движению изделия в центральную и хвостовую часть лазерного пятна. Этим достигается увеличение коэффициента использования порошка, а также уменьшение отношения высоты наплавляемого валика к ширине, для исключения возникновения несплавления по бокам валика. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области наплавки деталей машин и инструмента с помощью высококонцентрированных источников нагрева, в частности с помощью лазерного излучения непрерывного действия.
Известные способы газопорошковой лазерной наплавки включают нагрев с расплавлением участка поверхности сплава излучением непрерывного лазера и подачу в пятно нагрева присадочного порошка, транспортируемого газовой струей, при непрерывном перемещении наплавляемого изделия [1]
Недостатки этих способов заключаются в склонности наплавляемых валиков к трещинообразованию из-за высоких градиентов температур и высоких термических напряжений, а также в неполном расходовании присадочного порошка.
Недостатки этих способов заключаются в склонности наплавляемых валиков к трещинообразованию из-за высоких градиентов температур и высоких термических напряжений, а также в неполном расходовании присадочного порошка.
Наболее близким к изобретению является способ газопорошковой лазерной наплавки с подачей в пятно нагрева двух струй порошка из двух сопел вслед непрерывному движению наплавляемого изделия [2] позволяющий значительно уменьшить трещинообразование в наплавляемых валиках, так как позволяет подавать в зону сплавления валиков с подложкой материалы с высокими пластическими свойствами.
Недостаток известного способа-прототипа состоит в неполном расходовании присадочного порошка из-за отражения частиц от поверхности изделия или отклонения частиц от траектории газопорошковой струи, в результате чего уменьшается объем наплавляемого металла, т. е. снижается производительность процесса. Кроме того, в данном способе аспектное соотношение валиков (т. е. отношение высоты к их ширине) достаточно большое, что может приводить к ухудшению качества наплавки вследствие возникновения несплавления и подрезов по бокам валиков.
Цель изобретения повышение производительности процесса газопорошковой лазерной наплавки за счет повышения коэффициента использования порошка и улучшение качества наплавок за счет снижения аспектного соотношения размеров валиков.
Цель в предлагаемом способе газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка достигается за счет того, что газопорошковую струю из одного сопла подают в головную по ходу часть лазерного пятна вслед движению изделия, а газопорошковую струю из другого сопла подают в центральную и хвостовую по ходу части лазерного пятна навстречу движения изделия.
Схема процесса показана на чертеже.
В результате подачи газопорошковой струи из одного сопла в головную по ходу часть лазерного пятна формируется нижняя часть валика, соединяющая его с подложкой. При подаче газопорошковой струи из другого сопла в центральную и хвостовую части лазерного пятна навстречу движению изделия жидкая ванна деформируется под давлением этой струи, располагаясь более горизонтально, что приводит к уменьшению высоты и увеличению ширины валиков, т.е. к снижению аспектного соотношения, а также к увеличению размеров поглощающей порошок расплавленной поверхности. Кроме того, взаимодействие двух направленных встречно газопорошковых струй снижает вероятность отражения частиц от поверхности или отклонения их от траектории.
Эти обстоятельства приводят к повышению качества наплавки, повышению коэффициента использования порошка и увеличению производительности процесса.
В предлагаемом способе коэффициент использования порошка на 21 31% выше, а аспектное соотношение, т. е. отношение высоты к ширине валиков, в 1,5 1,7 раз меньше, чем в базовом способе (прототипе).
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
На технологическом столе 1 лазерной установки закрепляют изделие 2. Предварительно отмечают размеры и местоположение лазерного пятна нагрева 3 включением трассировочного гелий-неонового лазера или пробным пуском основного лазера. Над зоной лазерного нагрева располагают сопла 4 и 5 для подачи присадочного порошка, причем сопло 4 располагают впереди по ходу движения лазерного пятна относительно изделия, чтобы газопорошковая струя 6 из него была направлена в головную часть пятна нагрева вслед движению изделия V. Сопло 5 располагают сзади по ходу движения лазерного пятна относительно изделия, чтобы газопорошковая струя 7 из него была направлена в центральную или хвостовую часть пятна нагрева навстречу движения изделия V.
Изделие 2 с помощью технологического стола 1 приводят в начальное положение. Одновременно включают лазер с заданной мощностью P, перемещение технологического стола 1 со скоростью V и подачу порошка из сопел 6 и 7 с массовыми расходами G и G .
Пример 1. В головную часть пятна нагрева подавали вслед движению изделия из стали Ст3 порошок ферро-ванадия при массовом расходе G = 0,4 г/с. В хвостовую по ходу обработки часть пятна нагрева подавали вслед движению изделия порошок никель-хром-бор-керамического сплава III-XH80CP2 при массовом расходе G = 0,4 г/с. Режимы расплавки: мощность излучения P 3,5 кВт, скорость перемещения изделия V 0,5 м/мин, диаметр пятна нагрева dп 5 мм, углы наклона сопел для подачи порошка α 45o, дистанция подачи порошка L 20 мм.
Для сравнения выполняли лазерную наплавку при тех же режимах по базовому объекту (прототипу) при подаче присадочного порошка из двух сопел, направленных вслед движению изделия. Характеристики наплавленных валиков представлены в табл. 1.
Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом позволяет повысить коэффициент использования на 31% и понизить аспектное соотношение в размерах валиков в 1,5 раза.
Пример 2. В головную часть пятна нагрева подавали вслед движению изделия из стали 45 порошок ферро-титана при массовом расходе G = 0,3 г/с. В хвостовую и центральную по ходу обработки части пятна нагрева подавали вслед движению изделия порошок никель-хром-бор-кремниевого сплава ПГ-ХН80СР2 при массовом расходе G = 0,5 г/с. Для сравнения выполняли лазерную наплавку по базовому способу (прототипу) с подачей порошка из двух сопел, направленных вслед движению изделия. Режимы лазерной наплавки те же, что и в примере 1. Характеристики наплавленных валиков представлены в табл. 2.
Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом позволяет повысить коэффициент использования порошка на 21% и понизить аспектное соотношение в размерах валиков в 1,7 раза.
Литература
Патент США N 4117302, кл. 219-121 LM (B 23 K 26/00) от 26.09.78. заявлен 24.01.75, N 543191, РЖ "Сварка", 1979, N 6, 663778П.
Патент США N 4117302, кл. 219-121 LM (B 23 K 26/00) от 26.09.78. заявлен 24.01.75, N 543191, РЖ "Сварка", 1979, N 6, 663778П.
Леонтьев П. А. Хан М. Г. Чеканова Н. Т. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. М. Металлургия, 1986, с. 122 123.
Claims (1)
- Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка, включающий нагрев с расплавлением участка поверхности сплава излучением непрерывного лазера и подачу в пятно нагрева двух струй порошка из двух сопл при непрерывном перемещении наплавляемого изделия, отличающийся тем, что газопорошковую струю из одного сопла подают в головную по ходу часть лазерного пятна вслед движению изделия, а газопорошковую струю из другого сопла подают в центральную и хвостовую по ходу части лазерного пятна навстречу движению изделия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100473A RU2100479C1 (ru) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100473A RU2100479C1 (ru) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96100473A RU96100473A (ru) | 1997-11-20 |
RU2100479C1 true RU2100479C1 (ru) | 1997-12-27 |
Family
ID=20175626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96100473A RU2100479C1 (ru) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2100479C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492980C1 (ru) * | 2012-04-13 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук (ИМАШ УрО РАН) | Способ получения теплостойкого покрытия |
RU2509640C1 (ru) * | 2012-08-09 | 2014-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Способ восстановления изделий из титановых сплавов |
RU2573454C2 (ru) * | 2011-09-30 | 2016-01-20 | Виско Тейлорд Блэнкс Гмбх | Способ соединительной сварки оснащенных покрытием стальных листов |
RU2618013C1 (ru) * | 2016-03-11 | 2017-05-02 | Владимир Павлович Бирюков | Способ лазерной наплавки металлических покрытий |
RU2660499C2 (ru) * | 2016-08-03 | 2018-07-06 | Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") | Способ четырехсопловой газопорошковой лазерной наплавки с регулированием расхода порошка |
RU187996U1 (ru) * | 2018-09-13 | 2019-03-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Сопловая головка для лазерной порошковой наплавки |
RU206281U1 (ru) * | 2020-11-30 | 2021-09-03 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах |
-
1996
- 1996-01-04 RU RU96100473A patent/RU2100479C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Леонтьев П.А., Хан М.Г., Чеканова Н.Т. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1986, с.122 и 123. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573454C2 (ru) * | 2011-09-30 | 2016-01-20 | Виско Тейлорд Блэнкс Гмбх | Способ соединительной сварки оснащенных покрытием стальных листов |
RU2492980C1 (ru) * | 2012-04-13 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук (ИМАШ УрО РАН) | Способ получения теплостойкого покрытия |
RU2509640C1 (ru) * | 2012-08-09 | 2014-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Способ восстановления изделий из титановых сплавов |
RU2618013C1 (ru) * | 2016-03-11 | 2017-05-02 | Владимир Павлович Бирюков | Способ лазерной наплавки металлических покрытий |
RU2660499C2 (ru) * | 2016-08-03 | 2018-07-06 | Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") | Способ четырехсопловой газопорошковой лазерной наплавки с регулированием расхода порошка |
RU187996U1 (ru) * | 2018-09-13 | 2019-03-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Сопловая головка для лазерной порошковой наплавки |
RU206281U1 (ru) * | 2020-11-30 | 2021-09-03 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5208431A (en) | Method for producing object by laser spraying and apparatus for conducting the method | |
US3569660A (en) | Laser cutting apparatus | |
US4947463A (en) | Laser spraying process | |
US5770833A (en) | Laser cutting method including piercing a work piece with a moving processing head | |
US20030222059A1 (en) | High energy beam cladding | |
CN112975122A (zh) | 焊接气保护装置、激光填丝焊接系统及焊接方法 | |
JPH0130904B2 (ru) | ||
RU2100479C1 (ru) | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка | |
US6692337B2 (en) | Laser machining | |
CA1126646A (en) | Process for the separation of metallurgical products and device for carrying out said process | |
AU781334B2 (en) | Method for producing a surface-alloyed cylindrical, partially cylindrical or hollow cylindrical component and a device for carrying out said method | |
WO2012152461A1 (en) | Process for cladding a substrate | |
Samarjy et al. | Using laser cutting as a source of molten droplets for additive manufacturing: A new recycling technique | |
JP2003525351A5 (ru) | ||
JPS6096547A (ja) | 高温ガラスに金属あるいは金属化合物、特に金属酸化物を被覆する方法 | |
JP3768368B2 (ja) | レーザ溶接方法 | |
EP1013372A4 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR LASER END-TO-END WELDING OF HOT-ROLLED BILLETS | |
Guo et al. | Metal transfer characteristics of rotating arc narrow gap horizontal GMAW | |
JPS59104289A (ja) | レ−ザビ−ムによる鋼板の切断方法および装置 | |
US2468816A (en) | Process for making composite welded articles | |
RU96100473A (ru) | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка | |
GB1447969A (en) | Method and apparatus for producing an aggregate material | |
JPS5573479A (en) | Tandem system high speed arc welding method | |
JPS642187B2 (ru) | ||
CA1176143A (en) | Method and apparatus for a surface stripping treatment of objects consisting of iron with a high carbon content |