System laserowego mikronapawania proszków metali

Abstract

W artykule przedstawiono technologię laserowego napawania proszków metali oraz opracowaną dla niej obrabiarkę do laserowego mikronapawania proszków. Zaprojektowane i wykonane stanowisko bazuje na trzyosiowej obrabiarce CNC, którą wyposażono w odpowiednie układy bezpieczeństwa laserowego i pyłowego. Jako źródło energii laserowej wykorzystano laser dyskowy sprzężony światłowodem z optyką obróbkową. Szczotkowy podajnik proszków wraz z dyszą kształtującą strumień proszku zapewnia jego podawanie współosiowo z wiązką lasera. Układ został zintegrowany z kartą PC-motion, która pełni rolę sterownika CNC. Przedstawiono również uzyskane wyniki napawania laserowego, charakteryzując je w kryteriach: szerokości i wysokości ściegu, głębokości wtopienia, kąta zwilżania oraz parametrów mikrostrukturalnych. Jako parametry niezależne przyjęto gęstość mocy wiązki lasera, prędkość i gęstość podawania proszku oraz względny posuw głowica-przedmiot. 

System for laser microcladding of metal powders 

Abstract

The paper presents the technology of laser cladding of metallic powders with a machine for laser microcladding, developed in-house. The designed and constructed set-up is based on a three-axis CNC machine, equipped with appropriate laser safety and a dust extraction system. A disk laser is used as a source of energy, connected with processing optics by a fibre cable. A rotating brush powder feeder transfers the powder to a cladding nozzle, which provides the powder coaxially with the laser beam. The integration of system components is based on a PC-motion card that acts as a CNC controller. Additionally, first results of experiments carried-out on the machine are presented, with characterisation in terms of the cladding height, width and depth, the wetting angle and microstructural features. As independent processing variables the laser power density, the powder feeding rate and the processing speed were used.