Grubość warstwy napawania laserowego może przekraczać 3,5 mm. Z badań wynika, że im grubsza warstwa okładziny, tym więcej defektów ma okładzina. Typową wadą warstwy okładziny jest porowatość.
Przyczyny porowatości napawania laserowego są następujące
1. W procesie napawania laserowego gaz konserwacyjny nie utrzymuje dobrze płaszcza lasera, co powoduje, że tlen i wodór z powietrza przedostają się do warstwy okładziny (czasami występują składniki gazu konserwacyjnego).
2. Niskotopliwa kompozycja (w tym spoiwo) i ulatniająca się para w warstwie okładziny nie będą oddzielane wielokrotnie, tworząc pory.
3. W warstwie proszku znajduje się wilgoć, a materia organiczna i para wodna nie zostaną oddzielone w celu utworzenia porów podczas procesu napawania.
4. Niewłaściwy dobór parametrów procesu laserowego, takich jak pory utworzone przez warstwę wzbudzającą. Problemy jakościowe warstwy napawania laserowego są następujące: nominalna chropowatość; stopień rozcieńczenia warstwy okładziny i wytrzymałość połączenia metalurgicznego; porowatość, domieszkowanie, zwłaszcza rozstaw rysy warstwy okładziny. Obecnie jednym z najważniejszych problemów wpływających na jakość warstwy napawania laserowego jest wada pęknięcia.
Napawanie laserowe ma szerokie możliwości zastosowania, ale jego wady ograniczają również szybkość napawania laserowego do zastosowań przemysłowych. W napalaniu laserowym pęknięcia występują głównie i rozszerzają się na nominalnej powierzchni styku
1. Podczas napawania laserowego dane o słabej udarności i szybkim nagrzewaniu i chłodzeniu pękną pod wpływem naprężenia ściskającego;
2. Właściwości termiczne i fizyczne okładziny i podłoża są różne, np. Różnica współczynnika rozszerzalności, która powoduje pękanie okładziny;
3. Segregacja krystalizacyjna pierwiastków stopowych oraz niejednorodność makroskładu i mikrostruktury powodują naprężenia rozciągające;
4. Kształt i dyspersja zanieczyszczeń i cząstek nie są jednorodne, co powoduje częściowe pękanie;
5. Nakład energii na okładzinę jest zbyt mały i okładzina nie jest w pełni penetrowana;
6. Pory i zanieczyszczenia kiełkują i pękają;
7. Złożony kształt i struktura będą powodować nierównomierne przenoszenie ciepła i dyfuzję podczas okładziny, łatwe do pojawienia się pęknięcia oraz łatwo powodować nierównomierne naprężenia i koncentrację naprężeń.
W celu kontroli jakości warstwy okładziny laserowej uczeni w kraju i za granicą przeprowadzili wiele dyskusji na temat problemu pękania warstwy okładziny laserowej i omówili różne sposoby rozwiązania problemu pękania warstwy okładziny laserowej. Biorąc pod uwagę konstrukcję warstwy napawania laserowego, wyprowadzono wzór różniczkowy do obliczania naprężeń szczątkowych oraz zaproponowano koncepcję fazy napawania laserowego. Obejmuje kompatybilność chemiczną, kompatybilność mikrostrukturalną i kompatybilność fizyczną. Dzięki temu można skutecznie zapobiegać pękaniu warstwy okładziny laserowej. Ponadto proponuje się zaprojektowanie danych warstwy okładziny laserowej (w tym proszku stopu i matrycy) poprzez dopasowanie współczynnika rozszerzalności danych warstwy okładziny laserowej i danych matrycy. Aby kontrolować proces krzepnięcia napawania laserowego, można uzyskać mikrostrukturę, średnią, wolną od zanieczyszczeń i segregacyjną warstwę okładziny poprzez optymalizację parametrów procesu napawania laserowego (moc lasera, odczyt drugiej prędkości skanowania, prędkość podawania proszku i nakładanie się wiązki skanującej itp. ). Zwilżalność i wytrzymałość warstwy napawania laserowego można poprawić przez dodanie niektórych pierwiastków stopowych lub tlenków metali ziem rzadkich.
Na przykład absolutną zwilżalność ceramiki można poprawić przez dodanie pewnej ilości Y2O3 podczas napawania laserowego warstwy ceramicznej Al2O3 lub ZrO2 w nominalnej matrycy. W celu usprawnienia procesu napawania laserowego zaproponowano, aby w procesie napawania laserowego zastosować podgrzewanie i późniejszą obróbkę cieplną w celu zmniejszenia odporności warstwy naprężeniowej na naprężenia; Xu Bofan i inni zaproponowali metodę dwuwarstwowego napawania wstępnego i metodę wtórnego napawania laserowego. Stosować metody pomocnicze (np. Mieszanie elektromagnetyczne wspomagające napawanie laserowe) Zastosowanie mieszania elektromagnetycznego w procesie napawania laserowego ma na celu wymuszenie przepływu stopu w jeziorku do topienia lasera za pomocą siły elektromagnetycznej, poprawę przepływu stopu, przenikanie ciepła i masy w procesie krzepnięcia rozbij dendryt, osiągnij cel rafinacji i średniej. Mieszanie elektromagnetyczne może udoskonalić mikrostrukturę warstwy okładziny, uśrednić mikrostrukturę, zmniejszyć lub powstrzymać segregację i strukturę puszystej struktury oraz monitorować granicę ciało stałe-ciecz. Gradient temperatury zmniejsza koncentrację naprężeń i poprawia twardość powłoki. Dlatego w procesie napawania laserowego mieszanie elektromagnetyczne może udoskonalić średnią mikrostrukturę, zmniejszyć zanieczyszczenie, gradient temperatury i koncentrację naprężeń, tak aby zmniejszyć lub powstrzymać pęknięcia w warstwie okładziny laserowej.
