A espessura da camada de revestimento a laser pode ser superior a 3,5 mm. A pesquisa mostra que quanto mais espessa a camada de revestimento, mais defeitos a camada de revestimento apresenta. O defeito comum na camada de revestimento é a porosidade.
As causas da porosidade no revestimento a laser são as seguintes
1. No processo de revestimento a laser, o gás de manutenção não mantém bem o revestimento a laser, o que faz com que o oxigênio e o hidrogênio do ar entrem na camada de revestimento (às vezes há componentes do gás de manutenção).
2. A composição de baixo ponto de fusão (incluindo ligante) e o vapor volatilizado na camada de revestimento não serão separados repetidamente, formando poros.
3. Há umidade na camada de pó, e a matéria orgânica e o vapor de água não serão separados para formar poros durante o processo de revestimento.
4. Seleção inadequada de parâmetros de processo do laser, como poros formados pela camada de excitação. Os problemas de qualidade da camada de revestimento a laser são os seguintes: rugosidade nominal; proporção de diluição da camada de revestimento e resistência da junta metalúrgica; porosidade, dopagem, especialmente espaçamento de fissuras da camada de revestimento. Atualmente, um dos problemas mais importantes que afetam a qualidade da camada de revestimento a laser é o defeito da trinca.
O revestimento a laser tem uma ampla perspectiva de aplicação, mas suas desvantagens também limitam a velocidade do revestimento a laser para utilização industrial. No revestimento a laser, as rachaduras ocorrem principalmente e se expandem na interface de contato nominal
1. Durante o revestimento a laser, os dados com baixa tenacidade e rápido aquecimento e resfriamento racharão sob tensão compressiva;
2. As propriedades térmicas e físicas do revestimento e do substrato são diferentes, como a diferença do coeficiente de expansão, que faz com que o revestimento fenda;
3. A segregação da cristalização dos elementos da liga e a não homogeneidade da macro composição e microestrutura causam tensões de tração;
4. A forma e dispersão das impurezas e partículas não são uniformes, resultando em rachaduras parciais;
5. A entrada de energia do revestimento é muito pequena e o revestimento não é totalmente penetrado;
6. Poros e impurezas germinam e racham;
7. A forma e estrutura complexas causarão transferência de calor e difusão desiguais durante o revestimento, rachaduras de fácil aparecimento e fácil de causar tensão e concentração de tensão desiguais.
Para o controle de qualidade da camada de revestimento a laser, estudiosos no país e no exterior realizaram muitas discussões sobre o problema de rachadura da camada de revestimento a laser e discutiram várias maneiras de superar o problema de rachadura da camada de revestimento a laser. Considerando o projeto da camada de revestimento a laser, uma fórmula diferencial para o cálculo da tensão residual é derivada e o conceito de fase de revestimento a laser é proposto. Inclui compatibilidade química, compatibilidade microestrutural e compatibilidade física. De acordo com isso, a camada de revestimento a laser pode ser efetivamente impedida de rachar. Além disso, é proposto projetar dados da camada de revestimento a laser (incluindo pó de liga e matriz) combinando o coeficiente de expansão dos dados da camada de revestimento a laser e dados da matriz. A fim de controlar o processo de solidificação do revestimento a laser, a microestrutura, a camada média, livre de impurezas e de cladeamento de segregação podem ser obtidos otimizando os parâmetros do processo de revestimento a laser (potência do laser, leitura de segunda velocidade de varredura, taxa de alimentação de pó e sobreposição de feixe de varredura, etc. ) A molhabilidade e a tenacidade da camada de revestimento a laser podem ser melhoradas com a adição de alguns elementos de liga ou óxidos de terras raras.
Por exemplo, a molhabilidade absoluta da cerâmica pode ser melhorada adicionando uma certa quantidade de Y2O3 quando o revestimento a laser da camada de cerâmica Al2O3 ou ZrO2 na matriz nominal. A fim de melhorar o processo de revestimento a laser, foi proposto que no processo de revestimento a laser, o pré-aquecimento e o subsequente tratamento térmico devem ser adotados para reduzir a resistência à tensão da camada de revestimento; Xu Bofan e outros propuseram o método de revestimento de pré-revestimento de dupla camada e o método de revestimento a laser secundário. Usar métodos de ajuda (por exemplo, agitação eletromagnética para ajudar o revestimento a laser) A aplicação de agitação eletromagnética no processo de revestimento a laser é forçar o fluxo de fusão na piscina de fusão a laser com a ajuda da força eletromagnética, melhorar o fluxo de fusão, transferência de calor e massa no processo de solidificação, quebre o dendrito, alcance a meta de refinamento e média. A agitação eletromagnética pode refinar a microestrutura da camada de revestimento, fazer a média da microestrutura, reduzir ou restringir a segregação e a estrutura da estrutura fofa e monitorar o limite sólido-líquido. O gradiente de temperatura reduz a concentração de tensão e melhora a tenacidade do revestimento. Portanto, no processo de revestimento a laser, a agitação eletromagnética pode refinar a microestrutura média, reduzir a impureza, gradiente de temperatura e concentração de tensões, de modo a reduzir ou restringir as rachaduras na camada de revestimento a laser.
