激光熔覆技术：今后发展方向

随着现代科学技术和工业不断发展，零部件的工作环境越来越趋于复杂化，表面性能的要求也越来越高，因此零件报废率大大增加。通常由于表面失效而报废的零件主要有转子叶片、辊轴类零件、齿轮类零件、接头类零件等。在零部件整体性能满足工况的条件下，为表面损伤的零部件都是可以修复。如果能对因误或服役损伤而致使报废的零件进行修复，不能够挽回巨大的经济和时间损失，还可以提高资源的利用率，也符合中国可持续发展的战略当今国内外对激光熔覆的研究大致从以下几个角度出发：一是激光熔覆的机理研究；二是激光熔覆工艺及其组织性能的研究；三是激光熔覆的应用研究。现对激光熔覆技术的各方面研究发展状况作以介绍，并指出其存在的主要问题及其今后的发展方向。

1.激光熔覆的机理研究

激光熔覆是一个动态熔化过程，熔池尺寸小，不存在着传热现象，而且也存在着对流、质量传递等，它们直接影响熔池的宏观形貌、偏析、组织和成分的均匀性及其他物理冶金性能，因此研究激光熔覆加热理论，搞清激光熔覆过程中的热传导、对流及质量传递等问题，对于弄清激光熔覆理论具有重要意义。

2.激光熔覆工艺及其组织性能的研究

激光熔覆工艺方法有两种类型：

（1）一步法（同步法）

该方法为在激光束辐照工件的同时向激光作用区送熔覆材料的工艺，它又有两种方法。

①同步送粉法：使用专用送粉装置将单种或混合粉末送入熔池，控制粉末送入量和激光扫描速度即可调整熔覆层的厚度。由于松散的粉末对激光的吸收率大，热效率高，可获得比其他方法更厚的熔覆层，容易实现自动化。国外实际生产中采用较多。

②同步送丝法：此法工艺原理虽与同步送粉法相同，但熔覆材料是预先成丝材或使用填充丝材。此法便利且不浪费材料，更易熔覆层的成分均匀性，尤其是当熔覆层是复合材料时，不会因粉末比重或粒度大小的不同而影响覆层质量，且通过对丝材进行预热的精细处理可提高熔覆速率；但是丝材表面光滑，对激光的反射较强，激光利用率相时较低。此外，线材制造过程较复杂，且品种规格少。