激光熔覆气孔产生的原因主要包括以下几点:
保护不良:
在激光熔覆过程中,如果保护气体使用不当或操作不当,可能导致空气中的氧气、氮气等杂质进入熔池,形成氧化物或氮化物等夹杂物,从而产生气孔。
氮气溶解度差异:
氮气在液态铁中的溶解度远低于在固态铁中的溶解度。在金属冷却凝固过程中,随着温度的下降,氮的溶解度急剧降低,导致大量气体在金属结晶时析出形成气泡。如果气泡的上浮速度小于金属结晶速度,就会生成气孔。
保护气体使用不当:
如果保护气体不足或不均匀,会导致空气中的杂质进入熔池,形成氧化物或氮化物等夹杂物,从而产生气孔。相反,如果保护气体过多或过强,可能会导致保护气体本身被卷入熔池,形成溶解性或非溶解性的气泡,从而产生气孔。
基材表面状况:
基材表面的清洁度、润湿性、涂层等都会影响熔池中气体的来源和行为。如果基材表面有油污、锈蚀、水分等污染物,会在激光加热下分解或挥发,产生大量的氢、碳等有机物或水蒸汽等无机物,从而产生气孔。
激光焊接参数不合适:
焊接功率、速度、焊缝几何形状等参数不合适,容易导致焊接区域温度不均匀,从而产生气孔。
材料表面处理不当:
铜合金等材料的表面存在氧化物、油脂等杂质,在焊接过程中会产生气体,导致气孔的产生。
熔池气体封闭:
在激光焊接过程中,熔池内部会产生一定量的气体,如氢气、氧气等。如果这些气体无法及时从熔池中排出,熔池表面封闭,气体被困在熔池内,冷却时会导致气孔的产生。
综上所述,激光熔覆气孔的产生主要是由于保护不良、氮气溶解度差异、保护气体使用不当、基材表面状况、激光焊接参数不合适、材料表面处理不当以及熔池气体封闭等原因。为了减少气孔的产生,需要优化保护气体的使用、提高基材表面的清洁度、调整焊接参数以及改善熔池的气体排放条件。