Laser CladdingTechnology

Laser Cladding

เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็ง คืออะไร ?

เลเซอร์พ่นพอกผิวคือ

Laser Cladding Technology เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็ง เป็นเทคโนโลยีการซึ่งใช้ เลเซอร์อุตสาหกรรมกำลังสูง
ในการหลอม /เชื่อมวัสดุลงบนพื้นผิวเพื่อสร้างการซ้อนทับด้วย
true metallurgical bonding
สามารถใช้วัสดุพ่นพอก (cladding) และการผสมวัสดุได้หลากหลายโดยเพิ่มมูลค่า local value ให้กับวัสดุฐานเช่น:
• การป้องกันสารเคมีและการกัดกร่อน
• ป้องกันการสึกหรอ
• ซ่อมแซมหรือตกแต่งส่วนประกอบที่สึกหรอเสียหายหรือกลึงผิดพลาด
Laser Cladding Rotor เลเซอร์พ่นพอกRotor
Metal 3D printing

Table of contents

ข้อดีของ เลเซอร์พ่นพอกผิว Laser Cladding

Laser Cladding Technology
• พันธะทางโลหะกับพันธะเชิงกลของชั้นที่พ่นด้วยความร้อน
• การเจือจางต่ำด้วยวัสดุรองพื้นโดยทั่วไปประมาณ 4 – 7% (ประมาณ 1/3
ของกระบวนการ PTA)
• กระบวนการที่ควบคุมได้ / ทำซ้ำได้ และมีประสิทธิภาพสูง
• ผิวเคลือบเรียบ และ มีรูพรุนต่ำมาก ส่งผลให้เกิดการตัดเฉือน less post-machining
น้อยลงเมื่อเทียบ กับเทคนิคการเชื่อมแบบอื่น ๆ welding overlay
• โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็กการบิดเบือนของชิ้นส่วนน้อยลง
(ประมาณ 50% ของกระบวนการ PTA)
• อัตราการดับสูง => finer grain structure ที่ละเอียดกว่า =>
ศักยภาพในการกัดกร่อนที่สูงขึ้น
• ประสิทธิภาพการDeposit efficiency (DE) ใกล้เคียงกับ 100% เมื่อเทียบกับ 20
ถึง 70% ด้วยสเปรย์กันความร้อน Thermal Spray
• เทคโนโลยีทางเลือก นอกเหนือจากการใช้ PTA, HVOF, Thermal Spray,
Sub-merged Arc

Laser Cladding Variables

Types of Base Material:
Carbon-manganese, alloy, stainless and tool steel, copper
Cladding Material Alloys:
Cobalt, iron, nickel alloys, martensitic stainless steel and
tungsten carbide, bronze
Type of Cladding process:
Gas fed powder cladding, Gravity powder cladding, Hot wire cladding
Size of Cladding Material:
Powder, typical PTA cut -70 to +250 mesh (44 to 210
micron).
Hot wire typical welding diameter of 1,2-1,6 mm (solid or
cored)
อัตราการป้อนผง:
2.7 – 12 กก. / ชม
กำลังแสงเลเซอร์:
1 ถึง 10 กิโลวัตต์โดยทั่วไป

ขนาดของรูปทรงลำแสง
(ความหนาแน่นของพลังงาน):

1 x 12 มม. หรือ 6 x 24 มม.
(line source laser)
ความเร็วในการผลิต:
0.35 – 2 เมตร / นาที
ความหนาของแผ่นปิด (รอบเดียว):
0.30 – 2.0 มม
Delivery and Cover Gas:
อาร์กอนฮีเลียมหรืออาร์กอน/ ฮีเลียมผสม
อุณหภูมิพื้นผิว:
บางครั้งจำเป็นต้องมีการอุ่นพื้นผิว
ล่วงหน้าเพื่อป้องกัน

Industry Solutions

Aerospace
Automotive
Energy
Hydraulics
Industrial Gas Turbine (IGT)
Maintenance & Repair
Mining Industry
Oil & Gas
Steel Industry
Tool & Mould

Aerospace Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งสำหรับงานอวกาศยาน

Laser Cladding in aerospace
Laser Cladding in aerospace turbine

อุตสาหกรรมการบิน และ อวกาศ เป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมแรก ๆ ที่ได้รับการยอมรับจากทั่วโลก
ในเครื่องยนต์ของเครื่องบิน ส่วนประกอบที่สำคัญหลายอย่าง ใช้ เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็ง
(Laser cladding). กระบวนการนี้ใช้สำหรับการ ผลิตและซ่อมแซม และเป็น มาตรฐาน อุตสาหกรรม ด้วย เลเซอร์อุตสาหกรรมกำลังสูง
Typical Laser Clad components in the aerospace industry:
• Turbine blades (Manufacturer & MRO)
• Metal 3D Printing Additive Manufacturing
• Landing gear

Automotive Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต

สำหรับชิ้นส่วนการผลิต กำลังกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม
และเป็นกระบวนการที่สำคัญสำหรับการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ ด้วยการ
Cladding ลูกสูบ cladding piston และ แหวนซิงโครไนซ์ synchronizer rings
ทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้นอย่างมาก เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่ไม่ได้เคลือบผิว
การพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพชิ้นส่วนเฉพาะได้กลายเป็นเรื่องพื้นฐานในอุตสาหกรรมยานยนต์
ด้วยการใช้ เลเซอร์พ่นพอกผิว (Laser Cladding) เลเซอร์อุตสาหกรรมกำลังสูง เพิ่ม cycle life ให้ชิ้นส่วน.


Typical applications การใช้งานทั่วไป
• Brake discs
• Piston rings แหวนลูกสูบ
• Cylinder liners กระบอกสูบ
• Synchronizing rings
• Crank Shaft repairs ซ่อมเพลาข้อเหวี่ยง
• Exhaust pipes ท่อไอเสีย
• Turbocharger

laser cladding in automotive
Laser cladding in automotive car

eitlaser.de

Our service & Our Machine

Energy Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งสำหรับอุตสาหกรรมพลังงาน

Laser Cladding energy industry
Laser cladding inside

อุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้า เป็นที่รู้จักกันดีในการใช้เทคโนโลยีวัสดุล่าสุดและทันสมัย
สิ่งนี้เห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากมีความต้องการมากขึ้น เพื่อเพิ่มการป้องกันการสึกหรอ/การกัดกร่อนอายุการใช้งานและแน่นอนลดความเสี่ยงด้าน ความปลอดภัย “เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็ง” เลเซอร์อุตสาหกรรมกำลังสูง มีตัวเลือกการเคลือบทับ coatings
ที่หลากหลายซึ่งออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่จำเป็นสำหรับการป้องกันความร้อน การกัดกร่อนและการสึกหรอ
“การใช้งานที่ประสบความสำเร็จ”
ถูกนำไปใช้ ในโรงไฟฟ้า ทั้งที่ขับเคลื่อนด้วย
กังหันก๊าซไอน้ำ gas turbine หรือ
กังหันน้ำ water turbine
รวมถึงอุตสาหกรรมกระบอกไฮดรอลิก
(hydraulic cylinder industry)
Typical Applications :
การใช้งานทั่วไป

• Fans
• Hydraulic cylinders
• Pelton wheel
• Boiler tubes
• Bearings
• Shafts
• Pumps
• Wear rings

Laser Cladding Technology

Hydraulics Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งสำหรับอุตสาหกรรมไฮดรอลิกส

เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งLaser Cladding นำเสนอสารเคลือบซุปเปอร์อัลลอย ผสาน
super-alloysหรือ คาร์ไบด์ carbide-based ทางเลือกหลายชนิดเพื่อทดแทนการชุบฮาร์ดโครม
hard chrome plating . “Laser Cladding Surface เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็ง ”
ทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (resist aggressive environmental conditions) เช่น
การสึกหรอ และการกัดกร่อน( corrosion) การเคลือบด้วยเลเซอร์ (laser clad coaings)
หลายชนิดมีประสิทธิภาพดีกว่าการ เคลือบฮาร์ดโครม (hard chrome plated coating)
และกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมทั่วโลก

Typical Laser Clad Hydraulic Piston-rods in the industry:
• Cranes
• Dams and Sluice doors
• Vessels
• Excavator
• Mining equipment
• Earthmover

Laser Cladding Hydrolic

Gas Turbine (IGT) Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งสำหรับอุตสาหกรรมกังหันก๊าซ

Laser Cladding Gas Turbine

ส่วนประกอบของ กังหันก๊าซ Gas Turbine
ต้องรับแรงทางกลสูงที่อุณหภูมิสูง ในขณะที่ต้องเผชิญกับ
การกัดกร่อนของก๊าซร้อน ( hot gas corrosion)และการสึกกร่อนจากการปนเปื้อของอากาศและเชื้อเพลิงที่ลุกลาม (erosion from aggressive air and
fuel contaminates).เพื่อการปกป้องจากสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายเหล่านี้ได้มีการพัฒนา การ เคลือบผิวด้วยเลเซอร์ แบบพิเศษ“laser clad coatings”.
การเคลือบเหล่านี้ช่วยยืดอายุการใช้งานและช่วยให้อุณหภูมิเข้ากังหัน turbine entry temperatures (TET) เพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อน.

ใบมีดเทอร์ไบน์ (Overlay Coatings Turbine blades) และใบพัดครีบนำน้ำ (guide vanes) โดยปกติจะได้รับการออกแบบมาจาก
ซูเปอร์อัลลอยด์ (super-alloys) ที่ใช้นิกเกิล (nickel-based) ทนอุณหภูมิสูง หรือโลหะผสมที่ใช้โคบอลต์(cobalt-based alloys) ซูเปอร์อัลลอยด์ ที่ใช้นิกเกิลเช่น
IN738 (Nickel-based super-alloys such as IN738)
มีคุณสมบัติทนต่อการเกิดออกซิเดชั่น (oxidation-re-sistant) ได้ดีเยี่ยม แต่ไม่สามารถทนต่อการกัดกร่อน และ การสึกกร่อน ที่อุณหภูมิสูงได้
โลหะผสมที่ใช้โคบอลต์ สามารถป้องกัน การกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แต่มีความต้านทานต่อการเกิด ออกซิเดชันต่ำ การพ่นพอก หรือ เคลือบผิวด้วยเลเซอร์ ถูกใช้โดย OEM
และ โรงงานซ่อมทั่วโลก เป็นกระบวนการที่เลือกสำหรับ การซ่อมแซมใบมีด (blade) และ การใช้งานยกเครื่องกังหัน
(turbine overhaul)

Laser Cladding สำหรับกังหันก๊าซอุตสาหกรรมก่อให้เกิด ประโยชน์มากมาย ซึ่งรวมถึง:

• ความต้านทานการออกซิเดชั่นและการกัดกร่อน
Oxidation and corrosion resistance

• การพิมพ์ส่วนประกอบ 3 มิติ 3D printing of
components Metal 3D printing

• เพิ่มความต้านทานการกัดเซาะ Enhanced
erosion resistance

• ผลิตและซ่อมแซมแอพพลิเคชั่น Manufacture &
repair applications

รอบการทำงานที่ยาวนานขึ้นและอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้น
Longer duty cycle and increased part life

• การลดการปล่อย NOx Reduction of NOx
emissions

Maintenance & Repair Industry
เลเซอร์พ่อนพอกผิวแข็งสำหรับอุตสาหกรรมการบำรุงรักษาและซ่อมแซม

ชิ้นส่วนอุตสาหกรรมอยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ถูกใช้งาน
ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเสียดสีการกัดเซาะ
อุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน สิ่งเหล่านี้มักเกิดขึ้นร่วมกัน
เมื่อถึงจุดหนึ่งต้องเปลี่ยน (replaced)
หรือยกเครื่องชิ้นส่วน (overhauled)
การใช้วัสดุเลเซอร์พ่น สำหรับการ hard facing ( laser
clad materials for hard facing)
หรือซ่อมแซมส่วนประกอบสามารถคืนค่ากลับสู่ขนาดดั้งเ
ดิมได้อย่างรวดเร็วโดยมักจะมีคุณสมบัติทางกลหรือทาง
กายภาพที่ดีกว่าของเดิม

Laser Cladding for maintenance
hard facing laser Cladding

ประโยชน์ของเลเซอร์พ่นพอก (Laser cladding)ในอุตสาหกรรมการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม :

•เมื่อเทียบกับการซื้อชิ้นส่วนใหม่การเลเซอร์พ่นพอก (Laser Cladding) โดยทั่วไปจะประหยัดกว่า (ราคาและอายุการใช้งาน)

• คุณสมบัติที่เพิ่มขึ้น ต้านการสึกหรอ ,การhard facing, ต้านทานการกัดกร่อน (wear, hard facing, corrosion resistance) สามารถ“เพิ่ม” ให้กับชิ้นส่วนได้ทำให้ดีกว่าของเดิม (เช่น เชื่อมพลาสม่าแบบผง และ กระบวนการสเปรย์ความร้อนเช่น HVOF,
พลาสม่าสเปรย์, สเปรย์และฟิวส์)

•ผลิตภัณฑ์ที่เสื่อมสภาพกลาย เป็นส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูง และมีคุณค่าอีกครั้ง

• กระบวน “เลเซอร์พ่นพอก” (Laser Cladding) มีผลกระทบเพียงเล็กน้อย ต่อลักษณะของวัสดุพื้นฐาน เมื่อเทียบกับ เทคนิคการซ้อนทับที่แข่งขันกันมากที่สุดเช่น PTA หรือ การเชื่อมแบบปกติ

Mining Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวแข็งสำหรับอุตสาหกรรมเหมืองแร

laserr cladding mining industry

อุตสาหกรรมการขุดเหมืองแร่เผชิญกับการสึกหรอที่รุนแรงที่สุดและสภาพแวดล้อมที่มีผลกระทบ
สูงโดยมีส่วนประกอบที่ สำคัญ หลายประเภทที่เปลี่ยนมาใช้“Laser Cladding” เพื่อProtect ,Rebuilt และ hard facing อุปรกณ์ที่ใช้ปฎิบัติงาน
ในการเปิดหลุมขุดเจาะอุโมง, ผนังยาว และผนังสูง
ของการทำเหมือง การถอดเครื่องบด(crusher) ขนาดใหญ่
การขุดเจาะ(drilling)และอุปกรณ์เคลื่อนย้ายพื้นดิน (earth
moving equipment) อาจมีค่าใช้จ่ายสูง
เนื่องจากการหยุดทำงานในการผลิตและการปิดระบบซ่อมบำรุง
การใช้”เลเซอร์พ่นพอก“ (Laser Cladding) สามารถ ลดต้นทุน
ได้โดยการ เพิ่มอายุ การใช้งานของชิ้นส่วนที่สึกหรอ

ชิ้นส่วนที่ใช้เลเซอร์พ่นพอก Laser Cladding
ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่

• Crusher parts
• Hauling Vehicles
• Wear Plates
• Grader equipment
• Hydraulic cylinders
• Feeders & Screens
• Face hammers
• Rotors

เลเซอร์พ่นพอกในอุตสาหกรรมเหมืองแร่

Oil and Gas Industry
เลเซอร์พ่นพอกผิวสำหรับอุตสาหกรรม Oil and Gas

Laser Cladding Rotor เลเซอร์พ่นพอกRotor

Laser Cldding oil & gas industry

ส่วนประกอบในอุตสาหกรรมน้ำมัน,ก๊าซ และ ปิโตรเคมี
มักจะสัมผัสกับกลไกการสึกหรอตลอดจนการโจมตีทางเคมีและการกัดเซาะ การสึกหรอ
ของส่วนประกอบอาจนำไปสู่การสูญเสียทางการเงินจำนวนมาก
การใช้ เลเซอร์พ่นพอก (Laser Cladding) เลเซอร์พ่นพอกRotor
คุณสมบัติเฉพาะที่เป็นประโยชน์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในพื้นผิวของส่วนประกอบสำคัญได้
ส่งผลให้อายุการใช้งาน ยาวนาน ขึ้น
การพ่นพอกด้วยเลเซอร์ (Laser Cladding) เป็น มาตรฐาน อุตสาหกรรมสำหรับความต้านทานการ
กัดกร่อนและใช้ในงานที่ต้องเผชิญกับความแข็งที่หลากหลาย

ส่วนประกอบ Laser Clad ทั่วไปในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ / ปิโตรเคมี:
• Drilling heads
• Sleeves
• Bearings and bearing bushes
• Extruders
• Hydraulic plungers
• Pump shafts
• Compressor rods
• Rotors
• Chemical and corrosive protection
• Seals
• Gate & Ball Valves and seats
• Lip seal seats
• O-ring seal seats
• Mechanical seals
Laser Cladding Rotor เลเซอร์พ่นพอกRotor