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保护气体流量与送粉气的配合

激光熔覆的气路其实是两路气在喷嘴出口"打架":一路是载着粉末的送粉气,要把粉束精准送到熔池中心;另一路是侧向保护气,要在熔池上方铺开一层气幕。两路气流量不匹配,粉束会被吹散、保护气会被扰动,最终涂层厚薄不均、氧化发灰。

典型流量配比

以同轴送粉喷嘴、送粉量 15~25 g/min 为例,常见配比是:

  • 送粉气(载气):8~12 L/min,按送粉量线性匹配,每增加 5 g/min 送粉量,载气加 1~2 L/min;
  • 侧向保护气:18~25 L/min,略大于送粉气,确保在熔池上方形成正压气帘;
  • 中心保护气(光窗保护):3~5 L/min,单独一路,防止烟尘倒灌污染聚焦镜。

侧向保护气不是越大越好。流量超过 30 L/min 会在熔池上方形成湍流,反而把空气卷进熔池,涂层表面出现花纹状氧化色。

调试顺序与判断方法

正确的调试顺序是:先定送粉气、再调保护气。先空送粉观察粉束是否收敛成一束、落点是否稳定,确定送粉气流量;然后开侧向保护气,逐步加大直到熔池上方有稳定气帘、涂层表面呈金属本色为止。

现场判断配合是否到位,看三点:① 粉束在熔池中心是否集中,飞溅是否少;② 熔覆后涂层表面是否连续、平整、有光泽;③ 停弧瞬间熔池是否被气幕完整覆盖,不会出现"尾巴氧化"。

常见异常对照

现象可能原因调整方向
粉束发散、落点飘送粉气过大或过小±2 L/min 微调
涂层表面发灰发黑保护气不足或被气流扰动加大侧向保护气 3~5 L/min
熔池上方烟尘倒灌镜头中心保护气不足中心气加到 5 L/min
涂层两侧花纹状氧化保护气过大形成湍流降低侧向保护气

气路配合稳定了,再去看同轴送粉喷嘴的工作原理和侧向送粉与同轴送粉的对比,对整套送粉系统的理解会更完整。

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