發(fā)布時間:2026-03-26
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隨著綠色再制造戰(zhàn)略推進,激光熔覆技術(shù)已大量應用于電力、冶金、航空航天等多個關(guān)鍵行業(yè),成為零部件修復、表面強化的關(guān)鍵技術(shù),既能降低企業(yè)換新成本,也能助力資源循環(huán)利用。送粉方式作為激光熔覆的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接決定修復質(zhì)量、效率與成本,目前行業(yè)內(nèi)常用的主要有同軸送粉和旁軸送粉兩種,二者各有優(yōu)劣,適配不同工業(yè)需求,記者就此展開詳細解讀。
激光熔覆的送粉關(guān)鍵是將合金粉末精確送入激光形成的熔池中,實現(xiàn)與基體的冶金結(jié)合,不同送粉方式的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝特點差異明顯,適用場景也各有側(cè)重,企業(yè)需根據(jù)自身零件類型、修復要求合理選擇。
第一種是同軸送粉方式,這是目前高級制造領(lǐng)域應用大量的送粉技術(shù)。其關(guān)鍵特點是粉末從激光束中心四周同步送入,形成“粉包光”的耦合模式,粉末、激光束與保護氣流精確匯聚于一點,在基材表面形成穩(wěn)定熔池。
同軸送粉的優(yōu)勢十分突出。首先是靈活性極強,不受熔覆方向限制,可向任意方向移動,搭配工業(yè)機器人或多軸機床,能輕松完成復雜曲面、3D異形零件(如航空發(fā)動機葉片、精密齒輪)的修復,適配性遠超傳統(tǒng)送粉方式。其次,熔覆質(zhì)量更穩(wěn)定,專門保護氣通道可全程保護熔池,減少氧化夾雜物,且激光與粉末融合均勻,熱應力小,熔覆層抗裂性好,尤其適合碳化鎢等復合粉末的熔覆加工。此外,粉末利用率較高,可達85%-92%,能有效減少貴重合金粉末的浪費,降低單位加工成本。
但同軸送粉也存在明顯短板。其設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜,熔覆頭集成了激光傳輸、送粉、保護氣等多個模塊,制造成本和維護成本相對較高,對企業(yè)的設(shè)備投入要求較高。同時,其熔覆效率略低,單道熔覆寬度較窄,不太適合大面積、簡單形狀零件的批量加工。
第二種是旁軸送粉方式,屬于性價比更高的傳統(tǒng)送粉技術(shù),其關(guān)鍵是送粉噴嘴安裝在激光頭側(cè)面,通過重力或壓縮空氣將粉末側(cè)向送入熔池,多采用矩形光斑搭配寬帶送粉方案,工藝相對簡單。
旁軸送粉的最大優(yōu)勢是成本低廉、效率高。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,無需復雜的同軸耦合設(shè)計,且無需消耗惰性保護氣,只需壓縮空氣即可完成送粉,設(shè)備投入和運行成本遠低于同軸送粉。同時,其熔覆效率極高,單道熔覆寬度可達30mm,適合液壓油缸、軋輥等大面積、形狀簡單的零件批量修復,能大幅提升生產(chǎn)效率。
不過,旁軸送粉的局限性也較為明顯。由于粉末從側(cè)面送入,存在明顯的方向性,改變掃描方向時會影響熔覆層一致性,無法適配復雜曲面零件的修復。此外,粉末利用率較低,只為60%-75%,部分粉末會因偏離熔池而浪費;且缺乏針對性保護,熔覆層易出現(xiàn)氧化、氣孔等缺陷,適合對修復精度要求不高的普通工業(yè)零件。
兩種送粉方式無絕對優(yōu)劣,關(guān)鍵在于適配場景。當前,隨著激光熔覆技術(shù)向智能化、高效化發(fā)展,同軸送粉的設(shè)備成本逐步下降,旁軸送粉的精度也在不斷提升,二者協(xié)同應用已成為行業(yè)趨勢。選擇合適的送粉方式,既能保證修復質(zhì)量,也能最大化降低企業(yè)成本,助力激光熔覆技術(shù)在綠色再制造領(lǐng)域發(fā)揮更大價值。
據(jù)悉,目前我國激光熔覆行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大,2025年市場規(guī)模已達約48億元,送粉技術(shù)的優(yōu)化升級,將進一步推動激光熔覆在高級裝備修復、低碳制造中的普及應用。