我国煤炭资源储备丰富，很长一段时间以来煤炭被用作工业生产的最主要能源。作为机械自动化采煤关键设备，采煤机与掘进机发挥重要作用，如图1、图2所示，采煤机和掘进机共同进行采煤工作时，掘进机在前端对煤层进行破碎，向前开进过程中，切割刀具所在的切割部位连续不断的与煤层及煤层中的夹杂物发生碰撞，使煤炭脱落，采煤机收取脱落的煤炭，通过装运部件将煤炭运输出去。

图1   掘进机

图2   采煤机

截齿为安装在采煤机和掘进机上的刀具，市场上的截齿按照形状一般分为两类，一种类似刀型，称为刀型截齿，如图3所示，另一种称为镐型截齿，如图4所示。其中，镐型截齿不仅具有设计简单，方便制造和加工的优点，而且具有切割煤层的尺寸大、能够实现间断采煤的特点，除此之外，在采煤期间，镐型截齿的自转与煤层相互作用，可以帮助截齿自动锐化，加快完成采煤的进程，因此，镐型截齿被广泛的推广和应用。

在截齿切割煤层过程中，与夹杂在煤层中的煤矸石、石英等硬度较高的材料发生猛烈撞击，同时，截齿连续工作导致齿体表面的温度急剧上升，当截齿表面温度达到800℃左右时，其硬度会明显降低，当再次与煤层碰撞时，会出现截齿齿头脱落、变形和磨损的现象，如图6所示，从而导致截齿使用失效。截齿的失效不仅大大的降低了工程进度、提升了采煤的成本，而且增加了煤矿工人劳动强度。

图6   截齿失效形式

激光熔覆技术就是利用高功率密度激光束快速加热并熔化金属基体与送至基体表面的金属粉末，充分发挥发挥激光束加热和冷却速度极快的特点，在基体材料表面连续铺展形成一层结合强度高、稀释率低、成分均匀的合金涂层，提高基体材料耐腐蚀、耐磨损、抗高温氧化等性能。对截齿表面采用激光熔覆工艺进行强化，如图7所示镐型截齿激光熔覆，选择以铁基合金+陶瓷颗粒混合材料，硬度可达60HRC以上，熔覆层中的陶瓷相大幅度提高了截齿表面耐磨性能，基体相铁基合金提供足够的韧性，保证截齿的抗冲击性能，使用寿命提高2倍以上，有效减少截齿更换次数，降低人员工作强度，提高采煤机截煤效率，节约售后服务成本，创造更多经济效益。

图7   镐型截齿激光熔覆层

截齿熔覆专用设备根据镐型截齿熔覆路径和工艺要求设计开发，具有精致的工业设计外观，运动机构使用三轴桁架运动机构和双工位转台，保证工艺质量和加工效率，如图8所示。亦可加装自动上下料工装，实现镐型截齿面连续高效激光熔覆，适用于批量化、自动化、精益化截齿生产制造。

图8   截齿熔覆专机