Os principais parâmetros do processo que afetam a qualidade do revestimento do laser incluem potência do laser, velocidade do revestimento, distância focal da lente, posição de foco e gás de proteção. A potência do laser e a velocidade do revestimento são os principais parâmetros que afetam a qualidade do revestimento. A espessura do revestimento depende da potência do laser, aproximadamente 0,7 vezes a potência (kW).
Geralmente, aumentar a potência aumenta a profundidade do revestimento; aumentar a velocidade resulta em uma profundidade de revestimento menor, costura de solda e zona afetada-pelo calor mais estreitas e maior produtividade. No entanto, a velocidade de revestimento e a potência do laser excessivamente altas aumentarão a tendência para porosidade e vazios. A distância focal da lente de revestimento do laser é determinada pelo diâmetro do ponto do laser de saída e há um valor de correspondência ideal entre os dois. De um modo geral, quanto mais profunda for a profundidade de revestimento necessária, maior será a distância focal da lente. Lentes de distância focal curta têm requisitos de focagem mais elevados e há mais respingos durante o revestimento de metalurgia do pó, levando a contaminação grave da lente. Lentes com distâncias focais excessivamente longas difratam, fazendo com que o ponto focal fique maior e a densidade de energia no ponto focal não consiga atingir seu valor máximo. Na China, geralmente são usados sistemas ópticos de foco de lente. Esses sistemas só podem ser utilizados em situações com menor potência do laser; maior potência do laser causará desvio do ponto focal da lente, resultando em má formação e qualidade da solda. Em aplicações de alta-potência no exterior, os sistemas ópticos de foco reflexivo são usados principalmente devido às suas condições superiores de resfriamento, estabilidade térmica, formação de solda uniforme e bonita e qualidade de revestimento confiável. O revestimento a laser atinge uma grande profundidade de revestimento (aproximadamente 1/3 da espessura da placa) focalizando o laser em um local específico abaixo da peça de trabalho; a localização do foco horizontal depende da situação específica. O gás de proteção protege a lente de foco e evita a oxidação da solda; é preferido um gás inerte, tal como o hélio. No meu país, devido ao alto custo do hélio, geralmente se utiliza argônio. A vazão do gás deve ser cuidadosamente controlada; uma vazão muito baixa será ineficaz, enquanto uma vazão muito alta desperdiçará gás e fará com que a poça de fusão se agite, resultando em cristas onduladas na superfície da solda. O revestimento a laser pode ser amplamente classificado em duas categorias com base no método de fornecimento do material de revestimento: revestimento a laser pré-posicionado e revestimento a laser síncrono. O principal fluxo do processo de revestimento a laser pré-posicionado é: pré-tratamento de superfície de revestimento de material de substrato – pré-posicionamento de material de revestimento – pré-aquecimento – fusão a laser – pós-tratamento térmico. O fluxo do processo primário de revestimento a laser síncrono é o seguinte: pré-tratamento da superfície do material do substrato – fusão a laser – pós-tratamento térmico. O revestimento a laser usa um feixe de laser de alta-energia (10⁴–10⁶ W/cm²) para irradiar a superfície de um substrato metálico, fazendo com que a camada fina na superfície do substrato e o material do revestimento interajam. Através da rápida fusão e solidificação, é formada uma camada de revestimento com propriedades físico-químicas especiais, como alta dureza, boa resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Este é um novo material compósito que pode complementar as excelentes propriedades que faltam no substrato, utilizando mais plenamente as vantagens de ambos e superando suas respectivas deficiências, melhorando significativamente a resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência ao calor, resistência à oxidação e outras propriedades físico-químicas da superfície do substrato.
Desde a década de 1980, a tecnologia de revestimento a laser desenvolveu-se rapidamente e tornou-se um tema quente na pesquisa de modificação de superfície a laser, tanto nacional quanto internacionalmente. A tecnologia de revestimento a laser tem benefícios técnicos e econômicos significativos e é amplamente utilizada na fabricação e reparo de máquinas, fabricação de automóveis, máquinas têxteis, marinha e aeroespacial e campos petroquímicos.
A tecnologia de revestimento a laser alcançou alguns resultados e está na fase inicial de transição gradual para a aplicação industrial. As perspectivas de desenvolvimento futuro incluem principalmente os seguintes aspectos:
(1) Pesquisa teórica básica sobre revestimento a laser.
(2) Projeto e desenvolvimento de materiais de revestimento.
(3) Melhoria e desenvolvimento de equipamentos de revestimento a laser.
(4) Estabelecimento de modelos teóricos.
(5) Tecnologia de prototipagem rápida para revestimento a laser.
(6) Automação do controle do processo de revestimento.