激光熔覆工艺

激光熔覆是用高能量密度的激光束在集合表面熔覆合金材料，形成与基体材料的成分和性能完全不同的表面合金层。这两者都是利用激光技术改变材料表面的姓氏，但不同的是激光喷涂是利用激光束将涂层材料加热到熔化状态，然后压缩气体被通过喷涂沉积到基体表面加速形成涂层，而激光熔覆是涂层材料和基体表面的快速凝固。在此过程中，熔覆层与基体表层完全冶金结合。激光喷涂和熔覆的共同特点是大多数涂层材料可以从低熔点到超高熔点使用；可在大气、惰性气体或真空状态下喷涂；涂层孔隙率低，涂层结构与原粉基本相同。目前，激光熔覆比激光喷涂应用更多。

激光熔覆工艺的重要参数有：激光功率密度、单位光斑光功率。根据激光处理的类型和涂层材料的特性，激光功率密度主要在104-106W/cm2范围内。光斑，激光熔覆需要平顶光斑。光斑的形状主要有矩形、线形和圆形光斑3种。光斑的形状应适合被加工工件的要求。扫描速度和工件表面相对于激光光斑的速度。当扫描速度由激光功率密度和送粉速度控制时，扫描速度越高，熔覆层稀释率越低。供粉量和单位时间供粉量与光斑功率密度密切相关。

激光熔覆工艺的特点是：激光熔覆层与基体冶金结合，结合强度不低于原基体材料的95%。热对基体的影响小，引起的变形也小。材料种类繁多，如镍基、钴基、铁基合金、硬质合金复合材料等，可满足工件不同用途的要求，兼顾心和表面的性能. 熔覆层及其界面具有组织致密、晶粒细小、无孔洞、无夹杂裂纹等特点。可修复大型设备局部磨损或损坏的零件和模具，延长使用寿命。熔覆过程可控性好，易于实现自动化控制。对于损坏的零件，可实现优质快速修复，减少因故障造成的停机时间，降低设备维护成本。

激光熔覆修复技术是一种材料表面改性技术。是天文激光笔的用途高功率密度光束，由激光加工系统在数控控制下，在基体表面指定部位形成极薄的微熔层。自熔合金粉末，如镍基、钴基和铁基合金，通过前置或同步加入，如镍基、钴基和铁基合金，使其在熔化状态下均匀分布在零件中. 表层已达到预定的厚度，与微熔体的基体金属材料形成了良好的冶金结合，彼此之间只有很小的稀释。在随后的凝固过程中，零件表面与基体完全不同，具有预定特殊性能的功能性包覆材料，从而彻底改变材料表面。性能最终将使廉价材料的表面获得极高的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。

根据加料方式的不同，激光熔覆分为预设法和同步送粉法。预制材料通过喷涂或粘合的方式预先放置在经过预处理的基材表面，然后通过激光束辐射重熔，进行适当的热处理。同步送粉是在经过预处理的熔覆基板表面，将粉末直接喷涂在激光辐射上。在移动池上，涂层一次形成。同步送粉是激光熔覆技术的发展趋势。它可以充分利用激光能量，控制工艺参数，提高生产效率和涂层质量。但是，同步送粉也需要考虑粉末的粒度和流动性，并视具体情况而定。

激光熔覆的修复与再制造工艺，一是强化功能，可以通过熔覆层增强基材的性能；二是修复功能，主要体现材料表面的孔洞和裂纹，恢复磨损零件的几何尺寸和性能，几乎对整个机械制造业都有很大的应用价值。

在石材、化工、冶金、电力、水泥等机械设备行业中，汽轮机的轴颈和叶片、轧辊轴颈和钢厂的拱道随着时间的推移而老化和损坏使用。由于长期的气体高温高压和腐蚀介质，以及体积载荷引起的机械应力，大部分损伤发生在表面或表面，失效模式主要是碎裂、磨损或内部金属件腐蚀至局部剥落。因此，应用激光熔覆技术增强零件的表面性能，可以有效延长使用寿命，并且在定期维护的过程中，可以通过表面再制造技术修复损坏的零件。

总之，传统的加工方法包括表面硬化、表面渗碳或渗氮、热喷涂、堆焊，无论是使用前的表面硬化，还是使用后的故障修复。随着加工技术的不断升级和完善，激光移动再制造技术（激光熔覆）得到了广泛的应用。激光再制造技术不仅可以用于损坏零件的修复，还可以用于激光表面淬火。与传统热处理相比，激光淬火是一种快速热、快速冷的加工技术，可以在表面获得细晶粒的细小硬化层。此外，结合高端多轴机床或6+2型机械手，激光还可以修复损坏的3D复杂部件，