激光熔覆
激光熔覆
原理
激光熔覆技术的原理是，在需处理的零部件表
面预置一层能满足使用要求的特制粉末材料,然 后用高能激光束对涂层进行快速扫描处理,预置
粉末在瞬间熔化并凝固，涂层下基体金属随之
熔化一薄层，二者之间的界面在很窄的区域内
迅速产生分子或原子级的交互扩散,同时形成牢 固的冶金结合。在快速热作用下,基体受热影响 极小,无变形。熔层合金自成体系，其组织致密， 晶粒细化,硬度和强韧性提高,表面性能大大改 善。
质量优势
举例
不锈钢辊颈·激光熔覆
大型曲轴·激光熔覆
汽轮机叶片及转子·激光 熔覆
展望
综上所述，在过去十几年间，激光熔覆 耐磨、耐蚀、抗氧化、热障涂层等研究 取得了巨大进展，某些方面已进人实际 工业应用阶段，但仍然存在许多挑战性 的困难，随着激光熔覆技术的日趋成熟 和完善，因技术的先进性，高效率和经 济性，其工业应用领域将不断扩大，在 表面改性领域具有强大的生命力.
谢谢
激光熔覆技术
主要内容
概述 特点 涂层体系 原理 应用
概述
激光表面涂层技术主要包括激光表面合 金化、激光气相沉积与激光熔覆三个分 支。
激光熔覆技术是指以不同的添加方法在 被熔覆的基体上放置选择的涂层材料经 激光辐照后使之和基体表面熔化，经快 速凝固形成低稀释度的与基体呈冶金结 合的表面涂层。
抗氧化涂层抗高温氧化涂层在火箭发动机的高 温部件上等高科技领域有着广泛的应用前景.激 光熔覆中研究较多的是MCrALY系合金涂层，其 中M代表Ni、Co等过渡族元素
涂层体系
生物涂层Ti基HAP(羟基磷灰石)复合材料 以及含Ca、P的生物玻璃陶瓷涂层是激光 熔覆中刚刚起步的研究方向。生物金属 材料如Ti基合金等虽然具有比强度高、韧 性好、无毒等优良性能，但一般都不具 备生物活性和相容性。
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。
激光熔覆标准
激光熔覆标准
激光熔覆是一种表面修复和涂层技术，可以通过将融化的金属材料喷射到工件表面，形成保护层或增加材料硬度。
这种技术被广泛应用于航空航天、能源、汽车和其他工业领域。
激光熔覆的标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择标准：根据具体的应用需求，选择适合的金属材料进行熔覆。
材料应具有良好的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能。
2. 熔覆层厚度标准：根据工件的使用要求，确定熔覆层的最佳厚度。
通常情况下，熔覆层的厚度应在几百微米到几毫米之间。
3. 熔覆层质量标准：熔覆层应具有均匀的结构和良好的粘结性，没有气孔、裂纹和其他缺陷。
通过材料测试和显微组织分析等手段，对熔覆层的质量进行评估。
4. 熔覆工艺参数标准：根据具体的材料和工件要求，确定激光熔覆的工艺参数，包括激光功率、扫描速度、喷粉量等。
这些参数直接影响熔覆层的质量和性能。
5. 熔覆后热处理标准：熔覆完成后，通常需要进行热处理来改善熔覆层的性能。
热处理的温度、时间和冷却速度等参数应符合标准要求。
根据不同的行业和应用领域，具体的激光熔覆标准可能有所差异。
相关标准组织和机构如ISO、ASTM、AWS等提供了一些相关的标准和指南，可以供参考和遵循。
在实际应用中，还应根据具体情况进行技术评估和质量控制，确保激光熔覆的质量和性能达到要求。
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。
激光熔覆范文
激光熔覆范文激光熔覆激光熔覆是一种先进的金属加工技术，是将金属粉末或线材喷射到工件表面，并通过激光束的熔化和固化，实现对工件表面的覆盖。
激光熔覆技术具有以下优点：1.高精度：激光束的高能量密度使得能够精确控制熔覆区域，使得覆盖层的厚度和尺寸都可以高度精确控制。
2.快速成材：激光熔覆技术的熔化速度非常快，可以实现极高的熔化效率，从而大大提高了加工效率。
3.低热影响区：激光熔覆过程中，热源非常集中，大部分热量都集中在熔覆区域内，因此热影响扩散很小，只有局部区域受热，可以有效降低工件变形的风险。
4.多材料兼容：激光熔覆技术可以采用各种金属粉末或线材进行熔覆，因此可以实现多种材料的冶金反应，例如不相容金属的熔覆。
5.材料节约：激光熔覆技术将金属材料以粉末或线材的形式喷射到工件表面，与传统的加工方法相比，可以大大节约材料的使用。
激光熔覆技术在以下领域有广泛的应用：1.修复和修补：激光熔覆可以用于修复和修补零件表面的损坏或磨损，例如汽车发动机缸盖、轴承等。
2.耐磨涂层：激光熔覆可以在工件表面形成一层耐磨涂层，提高工件的耐磨性能，延长使用寿命，例如刀具、模具等。
3.腐蚀防护层：激光熔覆可以在金属表面形成一层抗腐蚀涂层，提高金属的抗腐蚀性能，延长使用寿命，例如船舶、石油设备等。
4.功能性涂层：激光熔覆可以将特殊功能材料覆盖到工件表面，例如导热涂层、导电涂层等，以实现特定的工作要求。
激光熔覆技术尽管有很多优点，但也存在一些挑战和限制：1.材料选择：激光熔覆技术的材料选择范围相对较窄，目前应用较多的是金属材料，如钛合金、不锈钢等，而对于一些非金属材料的应用较少。
2.设备复杂：激光熔覆设备需要较高的技术要求，设备较为复杂，需要配备激光器、粉末喷射系统、熔覆枪等设备，投资较高。
3.熔覆质量控制：由于激光熔覆过程中涉及到多个因素的相互作用，如激光功率、扫描速度、粉末喷射量等，因此熔覆质量的控制会比较困难。
4.尺寸限制：激光熔覆技术通常适用于小尺寸工件的表面修复和涂覆，对于大尺寸工件的处理相对困难。
激光熔覆 激光淬火
激光熔覆激光淬火
激光熔覆和激光淬火都是金属表面处理技术中常见的方法，它们在提高材料表面性能方面具有重要作用。
首先，让我们来谈谈激光熔覆。
激光熔覆是一种通过高能密度激光束瞬间熔化金属表面，然后在凝固过程中形成涂层的表面处理方法。
这种方法可以在基体材料表面形成具有优异性能的涂层，如耐磨、耐蚀、高温等特性。
激光熔覆的优点包括熔覆层与基体材料结合强度高、熔覆层成分可调、熔覆过程对基体影响小等。
接下来是激光淬火。
激光淬火是利用激光束对金属表面进行快速加热和冷却，以达到提高材料表面硬度和强度的目的。
激光淬火的优点在于可以实现局部淬火，避免了整体淬火可能导致的变形和裂纹问题，同时可以在保持材料核心韧性的情况下提高表面硬度。
从工艺原理来看，激光熔覆注重在金属表面形成一层具有特定性能的涂层，而激光淬火则是通过快速冷却改变金属的组织结构来提高表面硬度。
两种方法都可以显著提高金属材料的表面性能，但选择哪种方法取决于具体的应用场景和要求。
总的来说，激光熔覆和激光淬火都是重要的金属表面处理技术，它们在提高材料表面硬度、耐磨性、耐蚀性等方面发挥着重要作用，对于提高材料的使用寿命和性能具有重要意义。
激光熔覆
一、激光熔覆的原理激光溶覆是利用高能激光束辐照，通过迅速熔化、扩展和凝固，在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，构成一种新的复合材料，以弥补基体所缺少的高性能。
能充分发挥二者的优势，克服彼此的不足。
可以根据工件的工况要求，熔覆各种（设计）成分的金属或非金属，制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。
通过激光熔覆，可在低熔点材料上熔覆一层高熔点的合金，亦可使非相变材料（AI 、Cu 、Ni 等）和非金属材料的表面得到强化。
在工件表面制备覆层以改善表面性能的方法很多，在工业中应用较多的是堆焊、热喷涂和等离子喷焊等，与上述表面强化技术相比，激光熔覆具有下述优点：（1 ）熔覆层晶粒细小，结构致密，因而硬度一般较高，耐磨、耐蚀等性能亦更为优异。
（2 ）熔覆层稀释率低，由于激光作用时间短，基材的熔化量小，对熔覆层的冲淡率低（一般仅为 5％-8%），因此可在熔覆层较薄的情况下，获得所要求的成分与性能，节约昂贵的覆层材料。
（3 ）激光熔覆热影响区小，工件变形小，熔覆成品率高。
（4 ）激光熔覆过程易实现自动化生产，覆层质量稳定，如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节，这在其他工艺中是难以实现的。
由于激光熔覆的上述优点，它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景，已成为当今材料领域研究和开发的热点。
激光熔覆技术应用过程中的关键问题之一是熔覆层的开裂问题，尤其是大工件的熔覆层，裂缝几乎难以避免，为此，研究者们除了改进设备，探索合适工艺，还在研制适合激光熔覆工艺特点的熔覆用合金粉末和其他熔覆材料。
二、激光熔覆工艺方法激光熔覆工艺方法有两种类型：1、二步法（预置法）该法是在激光熔覆处理前，先将熔覆材料置于工作表面，然后采用激光将其熔化，冷凝后形成熔覆层。
预置熔覆材料的方式包括：（1 ）预置涂覆层：通常是应用手工涂敷，最为经济、方便、它是用粘结剂将熔覆用粉末调成糊状置于工件表面，干燥后再进行激光熔覆处理。
2024年激光熔覆市场前景分析
2024年激光熔覆市场前景分析激光熔覆是一种先进的表面处理技术，通过使用激光束将金属粉末熔化并覆盖在基材表面上，从而在不改变基材性质的同时增加材料的耐磨、耐蚀和耐高温等性能。
随着制造业的不断发展和对高性能材料需求的增加，激光熔覆技术在各个行业中的应用前景广阔。
市场需求驱动因素1.高性能材料需求增加：随着科技的进步和工业自动化的推进，对高性能材料的需求不断增加，激光熔覆技术能够满足制造业对高质量材料的需求。
2.节能减排政策的推动：全球范围内的环保压力不断增加，各国都出台了一系列的节能减排政策。
激光熔覆技术相比传统热处理技术更加节能环保，符合绿色制造的发展趋势。
3.先进制造业的发展：激光熔覆技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有广泛的应用前景。
随着先进制造业的不断发展，对激光熔覆技术的需求将持续增长。
市场前景分析1.航空航天领域: 航空航天领域对材料的性能和质量要求非常高，激光熔覆技术可以提供高性能材料，并且能够实现复杂形状零件的加工。
激光熔覆技术在航空航天领域的应用前景广阔。
2.汽车制造业：汽车制造业对材料的强度、耐磨和耐蚀性能有着严格的要求。
激光熔覆技术可以提供高性能材料，并且能够实现局部修复和修饰，延长汽车零部件的使用寿命。
3.电子设备制造业：电子设备制造业对材料的导热性能、电磁性能和耐腐蚀性能有着高要求，激光熔覆技术可以实现高精度加工，并且能够实现局部修复和修饰，满足电子设备制造业对高性能材料的需求。
4.石油化工行业：石油化工行业对材料的耐腐蚀性能要求非常严格，激光熔覆技术可以提供高性能耐腐蚀材料，并且能够实现复杂形状零件的加工，满足石油化工行业对高性能材料的需求。
挑战与未来发展趋势尽管激光熔覆技术在各个行业中具有广阔的应用前景，但也面临着一些挑战。
1.设备成本较高：激光熔覆设备的价格相对较高，这对于中小型企业来说可能是一个不小的负担，限制了技术的推广应用。
2.技术标准有待统一：激光熔覆技术目前尚缺乏统一的技术标准，这导致不同厂商的设备和材料之间存在差异，限制了技术的应用范围。
激光熔覆操作方法
激光熔覆操作方法
激光熔覆（Laser cladding）是一种利用激光热源将材料熔化后覆盖在基材表面的技术。
下面是一种常见的激光熔覆操作方法：
1. 准备工作：确定需要进行激光熔覆的基材和覆盖材料，选择合适的激光设备和参数，准备好工作环境和必要的安全措施。
2. 表面处理：对基材表面进行必要的处理，如打磨、清洗、除尘等，确保表面光洁度和清洁度，以便激光能够充分作用于基材表面。
3. 设置激光参数：根据材料的特性和要求，设置合适的激光功率、扫描速度、聚焦直径等参数，确保在激光作用下，材料能够充分熔化并与基材结合。
4. 激光熔覆过程：将激光光斑对准基材表面，开始熔覆过程。
激光在瞬间将基材和覆盖材料加热至熔化温度，在熔融态下完成熔覆过程。
5. 控制熔覆形状：通过激光束的移动和熔化速度的控制，实现所需的熔覆形状。
可以采用直线或曲线扫描方式实现不同的覆盖形状。
6. 熔覆完成后处理：待熔覆完成后，及时停止激光熔覆设备，等待熔覆层冷却固化。
冷却过程中可以采取合适的冷却手段，如水冷等，以加快冷却速度。
7. 熔覆层修整：待熔覆层完全冷却，对熔覆层进行必要的修整，如磨削、打磨等，以达到所需的精度和光洁度。
8. 检验和评估：对熔覆层进行质量检验和评估，包括外观质量、成分分析、显微组织观察等，确保熔覆层达到要求。
以上就是一种常见的激光熔覆操作方法，具体操作步骤和参数设置会根据不同的应用和材料而有所不同。
在进行激光熔覆操作时，需要注意安全问题，保护好眼睛和皮肤，避免激光辐射对人体造成伤害。
激光熔覆工艺
激光熔覆工艺是一种利用激光束将金属粉末熔化并喷射到基材表面形成涂层的工艺。
它通常用于提高材料的表面性能，增加抗磨损、抗腐蚀、耐高温等特性。
以下是激光熔覆工艺的一般步骤：
准备工作：准备待熔覆的基材，包括清洁、除油、打磨或预热等步骤，以确保基材表面的干净和良好的附着性。
选取合适的金属粉末：根据所需的涂层性能，选择合适的金属粉末，如不锈钢、镍合金、钴基合金等。
金属粉末的粒径和成分对涂层质量和性能起着重要作用。
激光熔覆：使用高能量密度的激光束，将金属粉末熔化并喷射到基材表面。
激光束在金属粉末上聚焦产生高温，使其瞬间熔化并与基材表面融合。
涂层形成：熔化的金属粉末在激光束的作用下形成涂层，与基材表面冷却结合。
涂层的厚度和结构可以通过调整激光熔覆参数（如功率、扫描速度等）来控制。
涂层处理：根据需要，对涂层进行后续处理，如热处理、表面抛光、机加工等，以达到所需的最终性能和外观。
激光熔覆工艺具有高精度、快速、可控性好等优点。
它可以应用于多种材料和复杂形状的涂层制备，如机械零件、航空航天部件、汽车发动机部件等。
激光熔覆涂层具有优异的粘附力和耐磨性，可提高零部件的使用寿命和性能。
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。
激光熔覆方法
激光熔覆方法简介激光熔覆方法是一种现代化的表面处理技术，通过激光束的照射，将金属粉末或线材加热至熔点并喷射到基材表面，形成一层致密的金属涂层。
激光熔覆方法具有高效、精密、环保等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、能源领域等。
工艺流程激光熔覆方法主要包括以下几个步骤：1.准备工作：选择合适的基材和金属粉末或线材，清洁基材表面，确保良好的粘附性。
2.参数设置：根据基材和金属材料的特性，确定激光功率、扫描速度、喷射粉末或线材的流量等参数。
3.激光照射：激光束照射在金属粉末或线材上，将其加热至熔点。
4.喷射金属材料：通过气体喷嘴或线材供给器，将熔化的金属材料喷射到基材表面。
5.冷却固化：熔覆层在基材表面迅速冷却，形成致密的金属涂层。
6.后续处理：对熔覆层进行研磨、抛光等后续处理，以达到所需的表面质量。
激光熔覆方法的优势高效性激光熔覆方法利用激光束的高能量密度，能够快速加热金属材料并使其熔化，大大缩短了处理时间。
同时，激光束的高定位精度和可调控性，使得熔覆层的厚度和形状可以精确控制，提高了工艺效率。
精密性激光熔覆方法可以实现对金属粉末或线材的局部加热，使得熔化的金属只喷射到需要处理的区域，避免了过度加热和浪费。
同时，激光束的高定位精度和可调控性，可以实现对熔覆层的精确控制，使得表面质量更加优良。
环保性相比传统的熔覆方法，激光熔覆方法不需要使用化学试剂，减少了对环境的污染。
同时，激光熔覆方法可以实现对材料的局部加热和喷射，减少了能量的浪费，提高了能源利用率。
多材料适用性激光熔覆方法适用于多种金属材料，包括铁、铝、钛等。
同时，激光熔覆方法还可以实现对不同金属材料的复合熔覆，形成复合涂层，进一步提高了材料的性能。
应用领域航空航天航空航天领域对材料的性能要求非常高，激光熔覆方法可以实现对金属材料的精确处理，提高材料的强度、耐磨性和耐腐蚀性，满足航空航天领域对材料的严格要求。
汽车制造激光熔覆方法可以实现对汽车零部件的表面处理，提高其耐磨性和耐腐蚀性，延长零部件的使用寿命。
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。
激光熔覆简介
（一）激光熔覆技术激光熔覆技术是激光材料表面处理的一种，最早的激光熔覆技术专利是由Gnanamuthu于 1974 年底提出申请的。
激光熔覆技术（Laser cladding）也称近形技术（Laser Engineering Net Shape: LENS）或激光直接粉末沉积技术（Direct Laser Powder Deposition: DLPD）。
激光熔覆的目的就是在基体材料表面生成具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀、热障碍等的功能层。
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及基体材料成冶金结合的表面涂层。
从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。
及堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层及基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于两个方面：一，对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，轧辊，齿轮等；二，对产品的表面修复，如转子，模具等。
有关资料表明，修复后的部件强度可达到原强度的90%以上，其修复费用不到重置价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。
另外，对关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高零部件的使用寿命；对模具表面进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低2/3的制造成本，缩短4/5的制造周期。
三、修复，比如一根曲轴出现了裂痕，在以前是要报废的。
但是用激光熔覆就可以修复。
四、节约成本，比如在钢上熔覆上钛合金可以使得工件达到钛的性能又可以减少工件的价格。
熔覆材料：目前应用广泛的激光熔覆材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨复合材料。
其中，又以镍基材料应用最多，及钴基材料相比，其价格便宜。
激光熔覆课件
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 pdf
激光熔覆激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。
目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。
为推动激光熔覆技术的产业化，激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。
目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。
为推动激光熔覆技术的产业化，世界各国的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究，已取得了重大的进展。
国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术及其最新的应用：包括激光熔覆设备、材料、工艺、监测与控制、质量检测、过程的模拟与仿真等研究内容。
但到目前为止，激光熔覆技术还不能大面积工业化应用。
分析其原因，这里有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟程度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等因素。
因此，激光熔覆技术欲实现全面的工业化应用，必须加大宣传力度，以市场需求为导向，重点突破制约发展的关键因素，解决工程应用中涉及到的关键技术，相信在不远的将来，激光熔覆技术的应用领域及其强度将不断的扩大。
下面介绍激光熔覆技术几个发展的动态，以飨读者。
激光熔覆的优势激光束的聚焦功率密度可达1010~12W/cm2，作用于材料能获得高达1012K/s的冷却速度，这种综合特性不仅为材料科学新学科的生长提供了强有力的基础，同时也为新型材料或新型功能表面的实现提供了一种前所未有的工具。
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。
激光熔覆标准
激光熔覆标准
激光熔覆标准是指在激光熔覆工艺中遵循的一系列规范和要求，旨在确保熔覆
涂层的质量、性能和可靠性。
激光熔覆是一种先进的表面处理技术，通过激光束瞬间加热工件表面，将粉末材料熔化后快速凝固形成涂层，从而提高工件的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
激光熔覆标准主要包括以下几个方面：
首先是涂层材料的选择和要求。
涂层材料的选择应符合工件的材质和使用环境
的要求，要求材料应具有良好的熔覆性能、耐磨性和耐腐蚀性。
此外，涂层材料的成分和性能应符合相关的标准和规范。
其次是激光熔覆工艺参数的设定。
包括激光功率、扫描速度、激光束直径、激
光焦点位置等参数的设定，这些参数的选择直接影响涂层的质量和性能。
标准应规定合理的工艺参数范围，以确保涂层的均匀性和致密性。
另外，激光熔覆涂层的质量检测和评价也是标准的重要内容。
包括涂层的厚度、硬度、结合强度、气孔率、裂纹率等性能的检测和评价方法。
标准应规定检测方法和标准值，确保涂层符合要求。
此外，激光熔覆涂层的后续处理和热处理也是标准的重要内容。
涂层的后续处
理包括去毛刺、抛光、热处理等工艺，以提高涂层的表面光洁度和性能稳定性。
标准应规定后续处理的方法和要求，确保涂层的最终性能符合要求。
总的来说，激光熔覆标准的制定是为了保证涂层的质量和性能，提高涂层的可
靠性和稳定性。
遵循标准的要求，能够有效地规范激光熔覆工艺，提高涂层的制备效率和质量，推动激光熔覆技术的应用和发展。
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
• 杨宁; 杨帆.激光熔覆技术的发展现状及应用 .热加工工艺 .2011-04-25 • 王东生; 田宗军; 沈理达; 黄因慧.激光熔覆技术研究现状及其发展 .应用激光.2012-12-15 • 张坚; 吴文妮; 赵龙志.激光熔覆研究现状及发展趋势 .热加工工艺 .2013-03-25 • 王斌修; 李成彪.激光熔覆技术研究现状及展望 .机床与液压 .2013-04-15 • 贺长林; 陈少克; 周中河; 陈琼雁; 舒俊.激光熔覆金属基碳化钛强化涂层的研究现状及应用前
• 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。
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第五章 激光延寿技术
5.1激光熔覆表面处理技术
2、熔覆层的气孔和裂纹问题
熔覆层中的气孔是常见的缺陷。
空气和保护气中的水分以及涂层（或粉）中吸附的水分是产生气孔的主要原因。
在激光加热时，金属表面的预涂层中的水将逐步分解。
分解出的水分和空气及保护气中的水分可以在激光作用的高温区直接分解产生H 。
同时，涂层中的碳粉也会和金属氧化物发生氧化还原反应产生二氧化碳。
这些H 溶入过热的激光熔覆的熔池中，随后在熔池的冷却结晶过程中析出而形成气泡，这些气泡如不能上浮逸出则成为焊接气孔。
由于激光熔覆速度高，熔池的体积又很小，因此熔池的冷却结晶速度极快，不利于气泡的上浮逸出。
从冶金原理知道，对于一般熔覆火花，为防止产生气孔，可以从两方向着手：第一，限制氢溶入焊接熔池，或者减少氢的来源，或者减少氢与熔池的作用时间。
第二，尽量促使氢从熔池析出，即在熔池凝固之前使氢以气泡形式及时排出。
可以采取的办法：减少氢的来源即是彻底清除涂层中的水分，并加强对熔池的保护；减少熔池吸氢时间也就是减少熔池的存在时间，其中焊接速度是主要参数；对表面进行激光重熔处理。
产生裂纹的原因为工艺原因、显微组织因素和残余应力。
可以采取合适的办法降低裂纹的发生。
如选择合适的熔覆材料，使熔覆层内的残余应力降低；优化激光熔覆技术的工艺方法和参数；合理设计熔覆层等。
图2（a ，b ）是应用不同的掺杂和工艺参数获得熔覆层的裂纹检测。
图2掺杂5％，10％合金。
HO H O H +→)(2汽2
CO M C O M y x +→+
图2 掺杂5％，10％合金粉末在不同功率下熔覆层裂纹检测
3、激光熔覆工艺参数与优化
脉冲激光可调参数较多，包括单脉冲能量、脉冲宽度、脉冲频率、光斑尺寸、光斑重叠率及激光扫描速度等，这些参数并不是孤立存在的，它们之间的关系以及对溶覆涂层质量的影响较复杂，因此在选择激光工艺参数时需综合考虑各参量，以获得满意的处理效果。
1．1激光工艺参数对熔覆层尺寸的影响
对工件表面进行激光溶覆处理后，表面粗糙度通常较大，因此在实际使用之前，往往需对工件表面进行磨抛处理，这就需要表面培覆层有一定的加工余量,以确保激光擦覆层在磨抛后仍有一定的强化深度。
脉冲激光培覆工艺参数中对溶覆层尺寸影响最大的是单脉冲能量、脉冲频率和激光扫描速度,因此应该对这几个工艺参数与强化层尺寸之间的关系进行研究，例如采用粉体材料是50%镍+50%纳米Al 2O 3,采用单道熔覆。
1．2激光工艺参数对溶覆层表面质量的影响
脉冲激光作用下的熔覆层是由多个脉冲重叠而成,因此与连续激光熔覆相比,培覆层表面的粗链度较高,这就导致培覆后需磨抛去除的厚度较大。
在激光溶覆过程中,应尽量减少磨抛去除厚度,增加表面光洁度。
脉冲激光的工艺参数较多,而影响表面光洁度的主要参数是激光扫描速度和脉冲频率。
脉冲频率与激光扫描)%(560)(323C O B WO Ni a +++)
%(1060)(323C O B WO Ni b +++
速度联合可以确定各个脉冲之间的重叠程度,将此定义为光斑重叠率。
光斑重叠率示意图如图1所示,计算公式如式(1)。
overlap=(1-Df
v )×100% （1） 式中，v 为激光扫描速度，D 为光斑直径，f 为脉冲频率。
由此可见,光斑重叠率能综合体现光斑尺寸、扫描速度与脉冲频率对培覆层表面质量的影响。
图1 光斑重叠率示意图
1．3激光工艺参数对裂纹的影响
1．3．1裂纹的形成的原因
由于激光熔覆典型的快速加热并急速冷却特性，如果熔覆层材料的选择与加工工艺参数的设定不当，则将在零件中形成裂纹，进而影响成形零件的质量。
目前裂纹的产生限制了激光熔覆技术应用范围的进一步拓展，所以有必要对裂纹进行深入的研究。
激光熔覆是一个包含物理、化学和冶金等复杂过程的一种加工工艺。
由于熔覆层材料与基体之间的热膨胀系数、导热系数、弹性模量、熔点等存在巨大的差异和激光熔覆本身所具有的独有特点 (急热骤冷)，使得在熔覆层中形成内应力，而内应力是引起开裂的直接原因。
引发内应力的原因是由于热应力的产生，热应力主要是由熔覆过程中的温度梯度和热膨胀系数之差导致膨胀和收缩不均匀而引起的。
其计算公式为：v
T E T 21-∆∙∆∙-=ασ （1） 式中：E 为熔覆层的弹性模量；v 为熔覆层泊松比；α∆为熔覆层与基体的热膨胀系数差值； ∆T 为熔覆层温度与室温差值。
由式(1)可看出：熔覆层与基体的热膨胀系数差值是影响热应力的重要原因之一，所以选择和基体的热膨胀系数相差不大的熔覆合金是减小开裂敏感性的有效方法之一。
当内应力值超过材料的抗拉强度极限时，将会产生裂纹。
经试验观察裂纹大都起源于结合区,有些终止在溶覆层中间,有些贯穿到表
面。
由于所釆用光束为高斯分布,形成的堵覆层整体呈月牙形,中间部分的能量密度高,而两边的逐渐降低。
因此,裂纹主要产生在溶覆层中间部位。
激光熔覆过程中形成裂纹的原因有多种,热应力、组织应力和约束应力是产生激光熔覆裂纹的主要因素。
一般来说,当熔覆层中的瞬态热应力超过材料相应温度下的抗拉强度值时,裂纹萌生的可能性很大。
1．3．2激光工艺参数对裂纹的影响
脉冲激光熔覆的工艺参数较多,其中对溶覆层温度梯度影响最大即对熔覆层裂纹影响最大的参数有脉冲频率、脉冲宽度和激光扫描速度。
当脉冲频率从10 Hz 增加到40Hz时,相邻两道光斑的重叠率增加,从而导致熔覆层的温度梯度降低,熔覆层的开裂倾向减少。
而当频率继续升高到50Hz时,熔覆层出现较多裂纹,其原因在于输出激光的平均功率升高,输入到工件表面的热量增多,由于热输入增多带来的温度梯度变化超过了光斑重叠率增加带来的温度梯度变化,所以熔覆层出现了较多的裂纹。