激光熔覆技术.

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激光熔覆技术的原理和应用

激光熔覆技术的原理和应用激光熔覆技术是一种将一层或多层材料熔化并覆盖在基底材料表面的表面改性技术。

其原理是利用高能量激光束的热效应使材料熔化，并在凝固过程中形成一层新的材料。

激光熔覆技术广泛应用于工业领域，如航空航天、汽车、冶金和电子等领域，以提高材料的性能和延长其使用寿命。

激光熔覆技术的原理是利用激光束的高能量浓度使材料迅速升温并熔化，然后形成一层新的材料。

其主要步骤包括熔化、溶解和凝固三个阶段。

首先，激光束的高能量聚焦在材料表面，使其迅速升温并熔化。

接下来，激光束的移动速度决定了材料的溶解程度和覆盖层的厚度。

最后，在激光束的作用下，熔化的材料迅速凝固形成一层新的材料。

首先，它可以将多种材料熔融在一起，形成覆盖层。

这样可以在基底材料上形成一种新的材料，提高基底材料的性能。

例如，可以将陶瓷和金属熔融在一起，形成具有陶瓷硬度和金属韧性的覆盖层。

其次，激光熔覆技术可以在材料表面形成非常细小的晶粒结构。

这种细小的晶粒结构可以提高材料的硬度和抗磨损性能。

同时，细小的晶粒结构还可以提高材料的强度和耐腐蚀性能。

此外，激光熔覆技术可以在表面形成非常薄的覆盖层。

这种薄的覆盖层不会改变基底材料的尺寸和形状，从而提高工件的精度和形状精度。

同时，薄的覆盖层还可以减小材料的重量，并提高材料的导热性能。

其次，激光熔覆技术可以用于提高材料的性能。

例如，可以在金属表面形成陶瓷覆盖层，从而提高金属的硬度和抗磨损性能。

同时，还可以在材料表面形成耐腐蚀的覆盖层，提高材料的耐腐蚀性能。

另外，激光熔覆技术还可以用于合金化处理。

例如，可以将两种或多种材料熔融在一起，形成具有多种性能的新材料。

这种合金化处理可以使材料具有更高的强度、硬度和耐磨性能。

总之，激光熔覆技术是一种重要的表面改性技术，可以提高材料的性能和延长使用寿命。

它的原理是利用激光束的高能量浓度使材料熔化，并形成一层新材料。

应用领域广泛，包括零件修复和再制造、提高材料性能和合金化处理等。

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是一种先进的表面处理技术，它通过将激光聚焦于工件表面进行熔化，然后再将熔化金属喷射到基底金属表面从而实现涂覆，从而实现对工件表面进行改性的目的。

该技术在汽车制造、航空航天、船舶制造等领域有着广泛的应用，因为它可以显著提高工件表面的性能，例如附着力、耐磨性和抗腐蚀性等。

激光熔覆技术的优势主要体现在其对材料的高能量输入和局部加热的特性上。

通过激光束的聚焦，可以实现对金属表面的快速加热和熔化，使得涂覆材料与基底金属之间能够充分融合并形成均匀、致密的涂层。

与传统的喷涂技术相比，激光熔覆技术具有更高的能量密度和更精细的加热控制能力，能够有效减少热影响区和热影响深度，从而降低了工件的变形和残余应力，提高了涂层的质量和性能。

激光熔覆技术还具有高效、节能的特点。

由于激光束的能量可以被准确控制和聚焦，因此可以实现对涂覆材料的局部加热和熔化，避免了整个工件表面的加热和熔化，减少了能量的浪费。

激光熔覆技术还可以通过自动化设备实现高速涂覆，提高了生产效率和降低了成本。

除了以上的优势之外，激光熔覆技术还可以实现对基底金属和涂覆材料之间的冶金交互，从而形成更加牢固的结合界面。

在熔融状态下，涂覆材料与基底金属之间可以发生溶解和扩散，使得它们之间相互渗透和合金化，从而增强了两者之间的结合力和相容性。

这种冶金交互效应可以有效提高涂层的附着力和耐磨性，延长工件的使用寿命。

在实际应用中，激光熔覆技术通常可以实现对金属、陶瓷、金属基复合材料等材料的涂覆。

对于金属材料，常见的涂覆材料包括钴基合金、镍基合金、铬铝合金等高温合金材料；对于陶瓷材料，则通常采用氧化铝、碳化硅等硬质材料；而对于金属基复合材料，则可以实现对纤维增强复合材料的表面涂覆。

不同的涂覆材料可以实现对工件表面不同性能的改善，例如提高抗磨损性能、提高高温性能、提高耐蚀性能等。

需要说明的是，激光熔覆技术在应用过程中也面临着一些挑战，例如涂层的微观组织和组成与加工参数之间的关系不够清晰，热输入过大可能会导致涂层和基体金属之间的热影响区扩大等。

激光熔覆技术的原理和应用

激光熔覆技术的原理和应用1. 激光熔覆技术的简介激光熔覆技术是一种常用于金属表面改性和复合材料制备的先进加工技术。

它利用高能激光束对工件表面进行局部熔化，使金属或合金液态化并与基材相互混合，形成一层高质量的涂层。

激光熔覆技术具有熔化速度快、固化快、热影响区小、涂层与基材结合强等优点，因而在航空航天、汽车制造、能源装备等领域得到广泛应用。

2. 激光熔覆技术的原理激光熔覆技术的实质是利用高能激光束对工件表面进行局部加热，使其达到熔点，然后进行快速冷却，使其凝固成为一层均匀致密的涂层。

其原理主要包括以下几个方面：2.1 激光加热高能激光束在与工件表面接触时，光能转化为热能，使工件局部区域温度升高。

激光加热具有高度集中的特点，可以实现对工件表面的高温局部加热，而对其他区域几乎没有热影响。

2.2 金属熔化通过激光加热，金属或合金在达到熔点的条件下发生熔化。

激光熔化的特点是熔池温度高、熔池容积小、凝固速度快。

这使得熔化的金属能够在非常短的时间内冷却并固化，形成一层均匀致密的涂层。

2.3 冷却和凝固金属熔池在短时间内冷却并凝固形成固体涂层。

冷却速度的快慢直接影响涂层的组织结构和性能。

激光熔覆技术的快速冷却速度可以避免大晶粒的形成，并在晶界处形成细小的析出相，提高涂层的强度和硬度。

3. 激光熔覆技术的应用激光熔覆技术在多个领域有着广泛的应用，下面列举了其中一些典型的应用：3.1 表面修复和修饰通过激光熔覆技术可以对损坏的金属零件进行修复和修饰。

激光熔覆可以填充表面缺陷、修复裂纹，提高零件的使用寿命和性能。

3.2 硬质合金涂层制备激光熔覆技术可以在金属基材表面涂覆硬质合金材料，提高金属零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。

硬质合金涂层广泛应用于机械零件、切削工具等领域。

3.3 功能性涂层制备通过激光熔覆技术可以在金属基材表面制备各种功能性涂层，如热障涂层、阻尼涂层、导电涂层等。

这些涂层可以为金属零件赋予新的性能和功能，拓展其应用范围。

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是一种将激光束焦点扫描在材料表面上，使其熔化并与基体相融合形成一层涂层的加工技术。

它具有高效、高精度、低热影响和可控性强等优点，被广泛应用于各个领域。

激光熔覆技术的加工原理是利用激光束高能量密度的特性，瞬时加热材料表面，使之达到熔点并迅速冷却固化，形成一层致密、结合力强的涂层。

激光束的瞬时作用使熔覆过程经历了瞬时液相、快速凝固、固相变形和再晶粒化等阶段，最终形成高质量的涂层。

激光熔覆技术主要应用于表面改性、修复和再制造领域。

在表面改性方面，它可以提高材料的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗疲劳性，增加工件的使用寿命。

在修复方面，激光熔覆技术可以修复损坏的工件表面，使其恢复到原有的形状和性能。

在再制造方面，它可以利用原有的废弃工件或不合格产品，通过激光熔覆技术修复并加工成为新的产品，实现资源的再利用。

激光熔覆技术与传统的表面处理技术相比具有独特的优势。

激光熔覆技术可以在非接触的条件下加工，避免了物理接触对工件表面的破坏。

激光熔覆技术具有高能量密度和高作用速度，可以实现高效率的加工，缩短加工周期。

激光熔覆技术可以实现局部加热和局部熔化，减小热影响区，避免了材料的过热和熔化，并提高了涂层的质量。

激光熔覆技术也存在一些挑战和限制。

激光熔覆技术对材料粒度和成分的要求较高，只适用于某些可熔覆型材料。

激光熔覆过程中涂层与基体之间的界面结合强度容易受到扫描速度、激光功率和焦距等因素的影响。

激光熔覆技术的设备复杂，成本较高，对操作人员有一定的技术要求。

激光熔覆技术是一种高效、高精度、低热影响和可控性强的表面处理技术。

它在表面改性、修复和再制造领域具有广泛的应用前景。

未来，随着激光技术和材料科学的进一步发展，激光熔覆技术将越来越成熟，应用范围将进一步扩大。

机械制造激光熔覆技术

机械制造激光熔覆技术激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，广泛应用于机械制造领域。

它通过激光束的照射与金属基体之间的化学反应，使金属材料熔化并与基体表面发生冶炼，从而在工件表面形成坚固耐磨的涂层。

本文将从激光熔覆技术的原理、应用以及未来发展等方面进行探讨。

一、激光熔覆技术的原理激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束对工件表面进行熔化处理，通过熔化的金属材料与基体的冶炼反应，使其粘附于工件表面形成一层坚固的涂层。

激光束的高能量密度使得工件表面温度迅速升高，达到熔点以上，而激光束的高向心性能降低了能量散失，从而实现了高效的熔化和冶炼过程。

二、激光熔覆技术的应用1. 抗磨涂层制备激光熔覆技术在制备抗磨涂层方面具有独特的优势。

通过选择不同种类的熔覆材料，可以制备出具有不同性能特点的涂层，如高硬度、低摩擦系数的涂层，具有良好的抗磨损性能，能够显著延长零部件的使用寿命。

2. 高温耐蚀涂层制备激光熔覆技术还可以制备高温耐蚀涂层，提高工件在高温、腐蚀环境下的使用寿命。

这种涂层具有良好的防氧化性能和耐蚀性能，可以有效防止工件表面的氧化和腐蚀损坏，提高工件的稳定性和可靠性。

3. 修复和再制造激光熔覆技术还可以用于工件修复和再制造领域。

通过在受损部位进行局部熔覆修复，可以恢复工件原有的形状和性能，减少资源浪费；而通过再制造，可以将废旧零部件重新加工熔覆，使其具备新的使用价值，节约资源并减轻环境污染。

三、激光熔覆技术的未来发展1. 材料选择与研发目前激光熔覆技术主要应用于金属材料，未来有望扩展到其他材料的熔覆领域，如陶瓷材料和复合材料。

这将为制造业带来更多的应用领域和发展机会。

2. 改善熔覆质量尽管激光熔覆技术已经在制造业得到了广泛应用，但仍存在一些局限性，如熔覆层与基体间的结合强度、涂层内部的裂纹等。

未来的研究应该致力于改善熔覆质量，提高涂层的性能稳定性，以满足更高的工业需求。

3. 激光熔覆设备研发激光熔覆技术的发展也离不开设备的支撑。

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是指利用激光束在基材表面上进行局部熔化，并在其上覆盖一层合金、陶瓷等特殊材料的过程。

随着高新材料的快速发展，激光熔覆技术被越来越广泛地应用于航空航天、船舶、汽车、石化、电子、医疗等各个领域。

与传统的热喷涂等表面处理技术相比，激光熔覆技术具有许多优点。

首先，激光熔覆可以实现对材料表面的精确控制，可以控制所选用材料的成分、粘附度、厚度等参数，以及对目标材料表面的熔化深度等参数进行精细调节。

其次，激光熔覆技术处理过的材料具有非常均匀的表面质量。

这种表面质量的优势还体现在降低了应力、提高了材料的耐磨性和耐腐蚀性等性能方面。

最后，由于激光熔覆是通过对材料进行高温处理来完成的，因此可以快速地完成材料表面的处理，大大提高了生产效率。

激光熔覆技术主要分为逐点激光熔覆和扫描激光熔覆两种。

逐点激光熔覆是指激光束对被处理材料表面进行点焊并进行局部熔化。

这种方法可以精确控制每一个熔化点的形态，大小和深度等参数，适用于处理规则形状和小面积的材料。

扫描激光熔覆是指将激光束沿着被处理材料表面进行扫描，慢慢熔化被处理材料表面上的一整片区域。

这种方法可以用于处理大面积、复杂形状的材料表面，处理效率比逐点激光熔覆高，但难度也相应会增加。

激光熔覆技术在各行各业中的应用是极为广泛的。

在航天航空领域，激光熔覆技术可以用于制造新型发动机涡轮叶片、导向叶片等关键组件，提高航天航空器的飞行效率与安全性能。

在国防军工方面，激光熔覆技术可以用于制造高强度、高硬度等特殊材料的防弹盾、装甲板等，提高战斗力与生产效率。

在医疗领域，激光熔覆技术可以制造出人工骨头、人工关节等修复骨骼、骨折等方面的医疗器材，使医疗技术更为先进、安全可靠。

虽然激光熔覆技术具有很多优势，但这种技术也存在一些问题需要解决。

首先，激光熔覆材料的成本很高，有时甚至高于常规制造方法；其次，激光熔覆技术的处理工艺非常复杂，需要进行专业设计和操作，需要对材料的熔化、涂层与盈余等参数进行精细控制；最后，激光熔覆技术有一定的局限性，比如不能处理很厚的材料，容易产生气孔、裂缝等缺陷。

激光熔覆技术

激光热加工原理
无论是哪一种激光加工的方法，都要将一定功率激光束聚焦于被加工物体上，使激光与物质相互作用。在不同激光参数下的各种加工的应用范围如图
各种参数条件下激光加工的可能应用和影响
激光等离子体屏蔽现象
激光作用于靶表面，引发蒸汽，蒸汽继续吸收激光能量，使温度升高，最后在靶表面产生高温高密度的等离子体。等离子体迅速向外膨胀，在此过程中继续吸收入射激光，阻止激光到达靶面，切断了激光与靶的能量耦合。
1 激光淬火技术的原理
激光淬火技术，又称激光相变硬化，它利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升到相变点以上。当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。激光淬火可以使工件表层0.1到1.0mm范围内的组织结构和性能发生明显变化。
激光熔覆工艺依据材料的添加方式不同，分为预置涂层法和同步送料法。
同步送料法指在激光束照射基材的同时，将待熔覆的材料送入激光熔池，经熔融、冷凝后形成熔覆层的工艺过程。激光熔覆材料包括金属、陶瓷或者金属陶瓷，材料的形式可以是粉末、丝材或者板材
同步送料法激光熔覆示意图
激光相变光加工演示及详解
7.2 激光表面改性技术
1 激光相变硬化又称激光淬火显著提高材料的耐磨性和疲劳强度。此技术的优越性表现在可以局部加热处理，显著抑制变形，易于控制晶粒及组织形态，无需后续加工工艺。早在1975年，通用汽车公司就已运用此技术处理铸铁汽车部件提高其耐磨性能。目前在汽车制造及精密机械行业，激光热处理已有广泛的应用，如菲亚持集团用其处理汽缸体，尼桑公司则用其处理发动机及其传动部件。
45钢表面激光淬火区横截面金相组织图淬火区显微硬度沿深度方向的分布曲线图

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是一种先进的表面处理技术，它在短时间内通过激光选择性加热、熔化和冷却，将金属材料表面均匀地喷涂并组织。

这种技术可以使金属表面固态与液态之间转换的速度达到很快，从而在表面形成高温区和高压区，使喷涂材料快速熔化、混合和凝固。

激光熔覆技术具有很多优点，如高效、快速、可重复性好、材料消耗小、应用范围广等。

因此，它被广泛应用于汽车、航空、航天、电子、医疗设备等领域，以提高产品的质量、耐磨性、耐腐蚀性和美观性。

一、激光熔覆技术的工艺流程激光熔覆技术主要分为三个步骤：预处理、激光加工和后处理。

预处理阶段对原材料进行表面准备和阳极氧化处理，以提高材料的抗氧化性和粘合强度。

激光加工阶段是指在预处理好的金属表面上施加激光能量，使其瞬间熔化并均匀喷涂在基材表面上，形成薄层。

后处理阶段包括去除金属薄层表面的粗糙度和颗粒、清洗、抛光和检查等工序。

通过这些步骤，可以获得高精度、高质量的金属薄层。

激光熔覆技术可以应用于多种不同的行业和领域。

下面列举几个主要应用领域：1. 汽车制造：激光熔覆技术可以用于改善发动机部件的等离子氧化物（PVD）涂层的性能。

它可以改进发动机的耐磨性和耐蚀性，从而提高汽车的性能和品质。

2. 航空航天业：激光熔覆技术可以用于制造先进的轻质化材料，如钛合金。

它可以为飞机和宇宙航空器提供高强度、高耐久性和抗疲劳性的材料。

3. 电子制造业：激光熔覆技术可以用于制造电路板、芯片和其他电子设备的不同部件。

它可以增加电子产品的抗腐蚀性、导电性和成型性。

4. 医疗设备制造：激光熔覆技术可以应用于制造医疗设备的部件，如骨科植入物、心脏支架和假体。

它可以为医疗设备提供更好的生物相容性和耐久性。

1. 高效性：激光熔覆技术不需要化学反应，因此它可以在很短的时间内完成涂层过程。

它比传统的工艺更加高效。

2. 高精度：激光熔覆技术可以实现高精度、高质量和高分辨率的涂层，它可以精确地控制涂层的厚度和形状。

激光熔覆技术

激光熔覆技术激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

激光熔覆技术激光熔覆技术是一项新兴的零件加工于表面改型技术。

具有较低稀释率、热影响区小、与基面形成冶金结合、熔覆件扭曲变形比较小、过程易于实现自动化等优点。

激光熔覆技术应用到表面处理上,可以极大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳等机械性能,可以极大提高材料的使用寿命。

同时,还可以用于废品件的处理,大量节约加工成本。

激光溶覆应用到快速制造金属零件,所需设备少,可以减少工件制造工序,节约成本,提高零件质量,广泛应用于航空、军事、石油、化工、医疗器械等各个方面。

激光熔覆是一个复杂的物理、化学冶金过程,熔覆过程中的参数对熔覆件的质量有很大的影响。

激光熔覆中的过程参数主要有激光功率、光斑直径、离焦量、送粉速度、扫描速度、熔池温度等,他们的对熔覆层的稀释率、裂纹、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性都有着很大影响。

同时,各参数之间也相互影响,是一个非常复杂的过程。

必须采用合适的控制方法将各种影响因素控制在溶覆工艺允许的范围内。

随着控制技术以及计算机技术的发展,激光熔覆技术越来越向智能化、自动化方向前进。

国外在这方面做的比较好。

从直线和旋转的一维激光熔覆,经过X和Y两个方向同时运动的二维熔覆,到上世纪90年代初开始向三维同时运动熔覆构造金属零件发展。

如今,已经把激光器、五轴联动数控激光加工机、外光路系统、自动化可调合金粉末输送系统(也可送丝)、专用CAD/CAM软件和全过程参数检测系统,集成构筑了闭环控制系统,直接制造出金属零件。

标志着激光熔覆技术的发展登上了新的台阶。

各国在激光控制方面的研究的新成果往往都以专利的形式进行保护, 如高质量的同轴送粉熔覆系统以及闭环反馈控制系统等。

激光熔覆技术

激光熔覆技术
激光熔覆技术：
1. 什么是激光熔覆？
激光熔覆是一项重要的金属表面处理技术，它可以在金属表面快速
沉积金属或合金的覆盖层，克服了熔炼时生成的析出物过多问题。

它
采用比低温熔覆技术更高的激光能量对金属表面进行熔接，实现表面
改性和壳处理。

2. 激光熔覆的优点
（1）性能高：激光熔覆技术可以提高金属表面的耐磨性，抗腐蚀性，耐高温性，强度等性能，使产品能够满足要求。

（2）成本低：激光熔覆技术比传统熔覆技术能节省成本，使生产工
艺不需要耗费大量能源和时间，减少生产成本。

（3）快速部署：激光熔覆技术运行电流受设备控制，可以实现更快
的熔接速度，可以在短时间内完成复杂外形及复杂工件的表面处理，
大大降低生产成本。

（4）效果好：激光熔覆技术可以让表面处理后的产品表面光滑，质
量稳定，无焊接缝，耐磨损，防腐蚀等，达到更好的工艺要求。

3. 激光熔覆的应用
激光熔覆技术广泛应用于机械制造，航空航天、石油、矿山等工业
领域，具有壳覆盖、耐磨护层、元件连接、特种涂层等功能，能使工件表面达到更高的水平。

它可以改善元件的耐磨性，抗腐蚀性及耐高温性等，大大提升产品的服用寿命和质量。

激光熔覆标准

激光熔覆标准激光熔覆技术作为一种先进的表面修复和涂层加工方法，已经在航空航天、汽车制造、能源领域等多个领域得到广泛应用。

为了确保激光熔覆工艺的质量和稳定性，制定了一系列激光熔覆标准。

这些标准旨在规范激光熔覆过程中的操作要求、质量要求以及检测方法，以确保最终的产品能够满足设计要求并具有良好的性能。

一、激光熔覆技术简介激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束对工件表面进行加工和修复的一种先进技术。

通过将金属粉末或线材喷射到被加工表面上，并利用高温下金属粒子与基材表面相互作用，形成一层致密、耐磨、耐腐蚀或具有特殊功能的涂层。

与传统涂层方法相比，激光热源具有高浓度、高温度和快速传递等特点，使得其在材料表面改性和修复方面具有独特的优势。

二、激光熔覆标准的重要性激光熔覆技术的应用范围越来越广泛，但由于其复杂性和高技术要求，对操作者和设备都提出了较高的要求。

为了确保激光熔覆过程中的质量和稳定性，制定相应的标准是非常必要的。

这些标准不仅规范了操作者在激光熔覆过程中的行为，还规定了涂层质量评价指标、检测方法以及设备要求等内容。

通过遵循这些标准，可以提高激光熔覆工艺的可控性和稳定性，保证最终产品具有良好的品质。

三、激光熔覆标准内容1. 操作要求：这部分内容主要包括操作者对设备、工艺参数以及材料等方面的控制要求。

例如，在操作过程中必须佩戴适当防护装备，并对设备进行定期维护和检查等。

2. 涂层质量评价指标：涂层质量是衡量激光熔覆工艺成败的重要指标之一。

标准中规定了涂层的硬度、致密性、附着力、抗磨性等性能要求，并规定了相应的测试方法和评价标准。

3. 检测方法：激光熔覆涂层的质量检测是确保产品质量的重要环节。

标准中列出了常用的检测方法，包括金相显微镜观察、显微硬度测试、抗腐蚀性能测试等，并规定了相应的测试条件和评价指标。

4. 设备要求：激光熔覆设备是实施激光熔覆工艺的关键设备之一。

标准中对设备进行了详细规定，包括激光功率密度范围、加工范围和精度等要求，以及设备运行参数监控和记录等内容。

激光熔覆成形技术

激光熔覆成形技术激光熔覆成形技术是一种先进的制造技术，通过激光束对材料进行加热熔化，然后使其与基材结合，实现高质量的成形。

该技术具有高效、灵活、精确的特点，在工业制造领域有着广泛的应用。

激光熔覆成形技术的基本原理是利用激光束的高能量密度，使材料迅速加热到熔点以上的温度，然后通过熔化的材料与基材的结合，实现对基材的表面进行改性或修复。

激光束的能量密度非常高，可以在极短的时间内将材料加热到熔化温度，同时由于热输入的高度集中，基材的热影响区域很小，因此可以避免对基材的热损伤。

激光熔覆成形技术主要包括两个步骤：熔化和结合。

在熔化过程中，激光束聚焦在材料表面形成一个熔池，材料在激光束的照射下迅速熔化，并且通过控制激光束的照射位置和功率，可以实现对熔池形状和尺寸的精确控制。

而在结合过程中，熔化的材料与基材的结合是通过熔池和基材之间的物理和化学相互作用实现的。

熔化的材料在熔池中与基材发生扩散和冷却，形成一个均匀的结合界面。

由于激光熔覆成形技术具有高能量密度和快速加热冷却的特点，因此可以实现高质量的结合。

激光熔覆成形技术的应用非常广泛。

首先，它可以用于修复和加固零部件的表面。

例如，在航空航天领域，发动机叶片等高温部件的表面往往会受到高温和氧化的损伤，使用激光熔覆成形技术可以在受损部位重新形成一层新的材料，从而恢复零部件的功能。

其次，激光熔覆成形技术还可以用于制造复杂形状的零部件。

传统的制造方法往往需要通过多道工序进行加工和组装，而使用激光熔覆成形技术可以通过一次成形完成，大大提高了制造效率。

此外，激光熔覆成形技术还可以用于制造功能性表面。

通过在基材表面添加特殊的材料，可以实现对基材的表面性能的改良，例如增加硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。

虽然激光熔覆成形技术具有许多优点，但也存在一些挑战。

首先，激光熔覆成形技术对材料的选择有一定限制。

由于激光束的高能量密度和快速加热冷却的特点，只有具有一定熔点范围和热导率的材料才能适用于该技术。

激光熔覆课件

稀释效应
稀释效应是指由于基体材料的熔化，使得熔覆层的成分和组织发生变化的现象。稀释效应对熔覆层的性能有重要影响。
熔覆层组织与性能
组织
激光熔覆层的组织主要由熔化的基体材料和熔覆材料组成，其组织结构取决于熔覆工艺参数和熔覆材料成分。
性能
激光熔覆层的性能主要取决于其成分、组织和热处理状态。常见的性能指标包括硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温性能等。
激光熔覆技术用于修复受损的模具钢，通过熔覆高熔点合金粉末，使模具表面获得优良的耐磨、耐热和耐腐蚀性能，显著提高了模具的使用寿命。
案例二：激光熔覆制备耐磨涂层
总结词
高耐磨性，延长设备寿命
详细描述
利用激光熔覆技术在设备表面制备耐磨涂层，如合金钢、不锈钢等材料表面熔覆硬质合金粉末，显著提高了设备的耐磨性能，延长了设备使用寿命。
熔覆层与基体结合强度
影响因素
影响熔覆层与基体结合强度的因素主要包括基体表面的处理状态、熔覆材料的成分和熔覆工艺参数等。
VS
结合强度
结合强度是指熔覆层与基体材料之间的粘附力，是评价激光熔覆层质量的重要指标之一。
06
激光熔覆案例分析
案例一：激光熔覆修复模具钢
总结词
修复效果好，提高使用寿命
详细描述
粉末或丝材的粒度和纯度对熔覆层的组织和性能有重要影响，需要选用合适粒度和纯度的粉末或丝材。
粉末或丝材的流量与稳定性
粉末或丝材的流量和稳定性对熔覆层的厚度和均匀性有重要影响，需要保证粉末或丝材的稳定供给。
加工头与光路系统
加工头的结构与功能
加工头的冷却与保护
加工头是实现激光熔覆加工的核心部件，其结构与功能对熔覆层的表面质量和加工效率有重要影响。

激光熔覆技术

激光熔覆技术
激光熔覆技术是一种利用高能激光束对金属或合金表面进
行局部熔化，并喷射特殊粉末材料形成覆盖层的表面处理
技术。

它可以在金属表面形成一层高硬度、耐磨、耐腐蚀
的涂层，从而改善材料的表面性能。

激光熔覆技术主要包括以下几个步骤：
1. 准备工作：选择适合的基体材料和覆盖材料，对基体材
料进行预处理，确保其表面光洁度和质量。

2. 涂层设计：根据使用要求和涂层性能，选择合适的涂层
材料和参数，确定涂层的形状、厚度等。

3. 激光加工：利用高能激光束对基体材料局部加热和熔化，同时喷射覆盖材料产生融合效应，形成覆盖层。

4. 冷却处理：对熔覆后的覆盖层进行适当的冷却处理，以确保其均匀组织和较高的硬度。

激光熔覆技术具有以下几个优点：
1. 高精度：激光束能够精确控制熔化区域，可以在微米级别上进行加工，实现高精度涂层。

2. 微细组织：由于熔覆过程为快速凝固，生成的覆盖层具有细小的晶粒和均匀的组织，提高了材料的硬度和强度。

3. 低热影响区域：激光熔覆过程中，仅发生在局部区域的加热和熔化，减少了对基体材料的热变形和影响。

4. 可堆叠性：激光熔覆技术可以在已有覆盖层上进行续覆，实现多层涂层的堆叠，提高涂层的厚度和性能。

激光熔覆技术被广泛应用于航空航天、能源、汽车、冶金
等领域，用于改善材料的表面性能、延长材料使用寿命和
提高材料的工作效率。

激光熔覆技术

激光熔覆技术激光熔覆技术简介激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料。

应用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固体激光器，主要包括碟片激光器，光纤激光器和二极管激光器。

激光熔覆技术的工艺特点激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类：粉末预置法和同步送粉法。

两种方法效果相似，同步送粉法具有易实现自动化控制，激光能量吸收率高，无内部气孔，尤其熔覆金属陶瓷，可以显著提高熔覆层的抗开裂性能，使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。

1、激光熔覆具有以下特点：（1）冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相，如非稳相、非晶态等。

（2）涂层稀释率低（一般小于5%），与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控；（3）热输入和畸变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内。

（4）粉末选择几乎没有任何限制，特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金；（5）熔覆层的厚度范围大，单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm，（6）能进行选区熔敷，材料消耗少，具有卓越的性能价格比；（7）光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷；（8）工艺过程易于实现自动化。

2、激光熔覆与激光合金化的异同激光熔覆与激光合金化都是利用高能密度的激光束所产生的快速熔凝过程，在基材表面形成于基体相互融合的、具有完全不同成分与性能的合金覆层。

两者工艺过程相似，但却有本质上的区别，主要区别如下：（1）激光熔覆过程中的覆层材料完全融化，而基体熔化层极薄，因而对熔覆层的成分影响极小，而激光合金化则是在基材的表面熔融复层内加入合金元素，目的是形成以基材为基的新的合金层。

浅述激光熔覆技术的应用

浅述激光熔覆技术的应用激光熔覆技术是一种利用激光束将添加材料熔化并覆盖在基体表面上的表面改性技术。

随着科技的不断发展，激光熔覆技术在工业生产中得到了广泛的应用，它具有高效、精密、绿色环保等特点，可以大幅提高材料的表面性能和使用寿命。

本文将从概念、原理、应用以及前景等方面对激光熔覆技术的应用进行浅述。

一、概念及原理激光熔覆技术是一种利用激光束对金属或非金属添加材料进行快速局部熔化，并在基体表面上形成一层覆盖层的先进表面修复技术。

通俗来说，就是利用激光束将添加材料熔化，喷射到被修复的基体表面上，与基体表面熔合成一体，从而实现对基体表面进行覆盖和改性处理。

激光熔覆技术的原理是通过激光束对添加材料进行快速局部熔化，然后将熔融的添加材料喷射到基体表面上，经过凝固形成一层覆盖层，从而实现对基体表面的修复和增强。

二、应用领域激光熔覆技术具有高效、精密、绿色环保等特点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

它可以应用于航空航天、船舶、汽车、机械制造、石油化工、电力电气、矿山冶金等行业，用于对金属和非金属材料的表面进行改性处理。

具体来说，激光熔覆技术的应用包括以下几个方面：1. 航空航天领域：航空航天领域对材料的要求非常严格，激光熔覆技术可以应用于航空发动机叶片、轴承表面、涡轮叶片、航空航天零部件等的表面修复和增强，提高材料的抗磨损、耐腐蚀、抗高温等性能。

2. 汽车制造领域：汽车零部件要求具有高强度、高硬度、耐磨损等特点，激光熔覆技术可以应用于汽车发动机缸套、曲轴、凸轮轴等零部件的表面处理，提高零部件的耐磨性和使用寿命。

4. 石油化工领域：石油化工设备在恶劣的工作环境下工作，对材料的要求非常高，激光熔覆技术可以应用于石油化工设备的防腐蚀表面处理，提高设备的使用寿命。

三、前景展望随着工业化和信息化的深入发展，激光熔覆技术的应用领域将会进一步扩大。

在未来的发展中，激光熔覆技术将继续发挥重要作用，并在一些新兴领域得到广泛应用，主要表现在以下几个方面：1. 新材料的开发：随着材料科学的不断发展，新材料的出现将会对激光熔覆技术的发展起到重要的推动作用。

激光熔覆技术

激光熔覆的两大主要作用
国外研究现状
• 国外对激光熔覆加工始于上世纪80年代，比我国早十年左右的时间，国外的研究主要集中在下面三个地区： 1）欧洲（德国、英国、芬兰、法国、瑞典、葡萄牙） 2）北美（美国） 3）亚洲（日本、澳大利亚、新加坡）
国内研究现状
4.在激光熔覆过程中，添加某种金属元素，对特定合金组织形成的影响。 5.扫描速度对熔覆层硬度和厚度的影响。 6.激光熔覆制备金属基复合涂层以提高机械性能。 7.Mg表面熔覆金属材料涂层的机械性能。 8.激光熔覆设备的研究。
激光熔覆设备
激光熔覆工艺
• 激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。 • 预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，
熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。 • 同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要
参考文献
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• 成本的节约例如：1.如果一个工件需要得到钛的性能，但是用钛合金材料制造整个工件成本又太高，有了激光熔覆就可以把钢作为工件的材料，然后再工件上熔覆一层钛合金，这样就既节约了成本又使工件具有钛的性能。 2.在电触头行业，在铜基体上激光熔覆厚度小于0.02mm粉末银涂层代替对人体有害的电镀工艺，减少对贵重金属的浪费，生产效率大大提高。

激光熔覆技术

激光熔覆技术激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之与基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

激光熔覆技术激光熔覆技术是一项新兴的零件加工于表面改型技术。

具有较低稀释率、热影响区小、与基面形成冶金结合、熔覆件扭曲变形比较小、过程易于实现自动化等优点。

激光熔覆技术应用到表面处理上,可以极大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳等机械性能,可以极大提高材料的使用寿命。

同时,还可以用于废品件的处理,大量节约加工成本。

激光熔覆是一个复杂的物理、化学冶金过程,熔覆过程中的参数对熔覆件的质量有很大的影响。

同时,各参数之间也相互影响,是一个非常复杂的过程。

必须采用合适的控制方法将各种影响因素控制在溶覆工艺允许的范围内。

随着控制技术以及计算机技术的发展,激光熔覆技术越来越向智能化、自动化方向前进。

国外在这方面做的比较好。

从直线与旋转的一维激光熔覆,经过X与Y两个方向同时运动的二维熔覆,到上世纪90年代初开始向三维同时运动熔覆构造金属零件发展。

如今,已经把激光器、五轴联动数控激光加工机、外光路系统、自动化可调合金粉末输送系统(也可送丝)、专用CAD/CAM软件与全过程参数检测系统,集成构筑了闭环控制系统,直接制造出金属零件。

标志着激光熔覆技术的发展登上了新的台阶。

各国在激光控制方面的研究的新成果往往都以专利的形式进行保护, 如高质量的同轴送粉熔覆系统以及闭环反馈控制系统等。

激光熔覆技术

激光熔覆技术特点
• 激光熔覆复合层由底层、中间层以及面层各具特点的梯度功能材料组成（图 3），底层具有与基体浸润性好、结合强度高等特点；中间层具有一定强度和硬度、抗裂性好等优点；面层具有抗冲刷、耐磨损和耐腐蚀等性能，使修复后的设备在安全和使用性能上更加有保障。
• 激光熔覆技术可以任意仿形修复和制造零件，熔覆层厚度可以按需要达到预定的几何尺寸要求。
• 影响变形的一个主要因素为基材自身的应力状态，基材存在内应力会引起材料的变形。
激光熔覆工艺
• 激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
• 预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫式最为常用。
激光熔覆技术特点
• 激光熔覆层与基体为冶金结合, 结合强度不低于原基体材料的 90%，因此可以用于一些重载条件下零件的表面强化与修复，如大型轧辊、大型齿轮、大型曲轴等零件的表面强化与修复。
• 基体材料在激光加工过程中表面微熔，微熔层仅0.05~0.1 mm。基体热影响区极小，一般为 0.1~0.2 mm。如图 1。
激光熔覆技术特点
• 激光加工过程中基体温升不超过 80℃,激光加工后热变形小。因此适合强化或者修复一些高精度零件或者对变形要求严格的零件。
• 激光熔覆技术可控性好，易实现自动化控制，可以对几何形状复杂的产品零部件进行修复，如涡轮动力叶片等。
• 熔覆层与基体均无粗大的铸造组织, 熔覆层及其界面组织致密，晶体细小，无孔洞、夹杂、裂纹等缺陷，金相组织如图 2 所示。
• 对于易变形的材料在工艺上可采用消除基材应力、选择较薄的熔覆层、预热和后热工艺或者工装夹具固定等方法。