激光熔覆技術小百科

激光熔覆修復原理

激光熔覆是材料表面改性技術和增材再制造的一種重要方法。它是利用高能激光束照射添加在基材表面的改性或增材材料，通過迅速熔化、擴展和迅速凝固，冷卻速度通常達到102~106℃/s，在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學或力學性能的材料，從而在基材表面構成一種新的復合材料，以彌補機體所缺少的特殊性能或對尺寸缺失的基體進行增材修復。

激光熔覆適用于電力、航空、航天、兵器、核工業、汽車制造業中需要改善性能的零件。根據工件的工況要求，熔覆各種設計成分的金屬或者非金屬，制備耐熱、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆層。

激光熔覆修復的特點

激光熔覆與工業中常用的堆焊、熱噴涂和等離子噴焊等相比，激光熔覆有著下列優點：

　   基體與熔覆層結合強度高：激光熔覆層與基體為致密冶金結合,結合強度不低于原本體材料的 90%。

        熱影響區小：基體材料在激光熔覆過程中僅表面微熔，微熔層為0.05-0.1mm�；w熱影響區極小，一般為0.1-0.2mm，在采取控溫措施情況下（如脈沖加工、間歇加工、主動冷卻，控制基體溫升不超過80℃），激光熔覆后熱變形幾乎可以忽略。

        熔覆層與基體晶粒細小：高達106℃/s的冷卻速度使凝固組織細化，熔覆層及其界面組織致密，晶粒細小。在選用適當的粉末和工藝參數的情況下，無孔洞，無夾雜裂紋等缺陷。

　    效率高，節約昂貴材料：由于激光作用時間短（ns級），熔覆層稀釋率低，基材的熔化量比較小，對熔覆層的沖淡率很低（常規為5%~8%），因此可在熔覆層比較薄的情況下，獲得所要求的成分和性能，從而節約昂貴的覆層材料；

　　可制備梯度功能材料：激光熔覆層組織由底層、中間層以及面層組成的各具特點的梯度功能材料，底層具有與基體浸潤性好、結合強度高等特點；中間層具有一定強度和硬度、抗裂性好等優點；面層具有抗沖刷、耐磨損和耐腐蝕等性能，使修復后的設備在安全和使用性能上更加有保障。

　　激光熔覆技術可控性好，易實現自動化控制，覆層質量穩定。

　　激光熔覆技術解決了振動焊、氬弧焊、噴涂、鍍層等傳統修理方法無法解決的材料選用局限性、工藝過程熱應力、熱變形、材料晶粒粗大、基體材料結合強度難以保證的矛盾。