超高速激光熔覆技术介绍
高速激光熔覆技术介绍
高速激光熔覆技术介绍高速激光熔覆技术是一种通过高功率激光束对材料表面进行加工的现代先进技术。
该技术可以获得较高的熔覆效率和良好的成形质量，因此在制造行业中得到了广泛应用，例如汽车、航空航天等领域。
下面将从几个方面介绍高速激光熔覆技术的特点和应用。
1. 工作原理在高速激光熔覆技术中，激光束将被聚焦在待加工材料的表面上，使材料表面瞬间达到高温状态，并快速熔化。
同时，高温下的材料同时与粉末喷射器喷出的粉末形成液态态。
随着激光束移动，形成的液态材料被迅速凝固，由此形成一层高品质的熔覆层。
2. 特点高速激光熔覆技术具有多项明显特点。
首先，它可以处理多种各样的材料，例如金属、陶瓷、复合材料等。
其次，技术具有很高的加工效率，一般以mm/min为单位计算熔覆速度。
另外，该技术制作出来的熔覆层厚度可以达到几百至几千微米，质量精度和表面质量也非常高。
最后，与传统热处理技术相比，高速激光熔覆技术对原材料的热影响区域较小，可以避免热变形等问题，从而获得更好的几何精度。
3. 应用领域高速激光熔覆技术在制造行业中应用广泛。
在汽车制造领域，该技术可以制造出高强度、高硬度、高粘附性的汽车零部件，例如活塞、凸轮轴、齿轮等。
在航空航天领域，技术可用于制造航空发动机的涡轮齿轮、叶片等部件。
此外，高速激光熔覆技术还可以制造散热器和管道、液压和气动元件、刀具等。
总的来说，高速激光熔覆技术已成为现代先进制造技术中的一项重要技术。
随着科技的发展，它将持续发展和创新，为制造业的进一步发展注入新的活力。
高速激光熔覆是提高熔覆工作效率的最佳途径
采用高速激光熔覆是提高熔覆工作效率的最佳途径
为了提高激光熔覆的工作效率，必须另辟它径，寻求更有效、更先进的技术。
这一技术便是：高速激光熔覆。
高速激光熔覆通过改变激光与金属粉末的作用过程，使得金属粉末在到达熔池之前充分吸收激光能量（普通熔覆时基体和粉末对激光能量的吸收比例分别为80%和20%，高速熔覆时基体和粉末对激光能量的吸收比例分别为20%和80%）。
通过对激光能量吸收比例的改变，使得熔覆的线速度达到了几十米每分钟，极大地提高了熔覆工作效率。
另外由于高速熔覆的搭接率高达70%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)，一方面，使得高速激光熔覆的稀释率极低（约为1%左右），而普通熔覆的稀释率为5%-15%。
另一方面，使得熔覆层表面非常平整，达到了热喷涂相同的效果，如下图所示：
图2. 中科中美高速激光熔覆层表面粗糙度达到喷涂效果西安中科中美是我国首家推出高速熔覆激光器设备的高科技公司。
其推出的系列高速熔覆激光器已被国内多家客户使用。
根据客户的反馈数据，中科中美的4000W高速熔覆激光器的具体工作参数及特点如下：
1.熔覆速度：在熔覆厚度0.2-0.5mm时，熔覆效率每小时0.7-1.2平方米；
2.熔覆厚度：根据需求，可实现熔覆厚度0.2~1.2mm；
3.熔覆表面：熔覆表面平整，达到热喷涂的效果；
4.稀释率：~1%左右；
5.结合强度：冶金结合，结合强度可高达360MPa；
6.可用于高熔点、高硬度粉末的熔覆；
7.可用于铜、铝等有色金属的熔覆。
理论与客户的实际应用表明，采用高速激光熔覆是提高熔覆工作效率的最佳途径！。
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。
激光熔覆技术2024
激光熔覆技术2024
激光熔覆技术2024
标题：激光熔覆技术
摘要：
第一部分：引言
激光熔覆技术是一种原始材料为粉末材料的表面改性技术，通过激光束的熔化与熔覆相结合，可在零件的表面形成一层厚度可达数百微米的新材料。
该技术结合了激光的高能量、高浓度和高速度特点，具有熔覆层致密、结合强度高、组织细小等优点。
本文通过对激光熔覆技术的研究，旨在全面了解该技术的原理、工艺流程、应用领域以及未来的发展方向。
第二部分：激光熔覆技术的基本原理
2.1激光熔覆的工作原理
2.2激光与材料的相互作用机制
第三部分：激光熔覆的工艺流程
3.1材料的选择与预处理
3.2加工参数的确定
3.3激光熔覆的过程控制
第四部分：激光熔覆技术的应用领域
4.1制造业领域
4.2能源行业
4.3石油化工行业
第五部分：未来发展方向
5.1激光熔覆技术与其他表面改性技术的结合
5.2激光熔覆工艺的自动化与智能化
5.3新材料在激光熔覆中的应用研究
结论：
激光熔覆技术以其独特的处理优势和广泛的应用领域，受到越来越广
泛的关注和应用。
本文系统地介绍了激光熔覆技术的基本原理、工艺流程、应用领域以及未来发展方向。
相信通过进一步的研究与实践，激光熔覆技
术将会不断发展，并在更多的领域得到应用。
[1]李XX.激光熔覆技术在制造业中的应用[J].制造技术与工程，
2023(1)：63-68
[2]张XX,王XX.激光熔覆技术在能源行业的应用探讨[J].能源技术交流，2023(3)：45-50。
高速激光熔覆和常规激光熔覆的区别
高速激光熔覆和常规激光熔覆的区别近两年高速激光熔覆得到了我国激光行业及金属表面加工业的高度关注以及广泛重视，主要原因在于：和常规激光熔覆相比，高速激光熔覆具有加工效率高，加工精度高、后续加工成本低，对工件的热输入量很小，可减少工件变形等优势。
下面从二者的技术共通点以及相比较高速激光熔覆的优点/劣势进行比较说明：一、高速激光熔覆和常规激光熔覆共通点（1）工艺原理相同。
即通过激光能量熔融金属粉以及基体表面，在基体表面形成一层涂覆层。
（2）熔覆材料共通。
常规激光熔覆可熔覆的材料，高速激光熔覆均可熔；部分常规激光熔覆不能熔覆的材料，如高熔点材料，高速激光熔覆可熔。
（3）工艺路线共通。
常规激光熔覆工艺调整的关键点同样是高速激光熔覆工艺调整的关键点。
（4）熔覆层均为冶金结合。
常规熔覆表面熔覆层沟壑明显，起伏大，而高速熔覆的涂层效果类似热喷涂，表面平整。
（5）应用领域基本一致。
即常规激光熔覆可应用的领域高速激光熔覆均可应用，且常规激光熔覆部分无法应用的领域高速激光熔覆亦可以应用。
通俗讲就是常规激光熔覆能干的活高速激光熔覆可以干，常规激光熔覆不能干的活高速激光熔覆也可能可以干。
二、高速激光熔覆技术优点（1）速度快，效率高。
加工效率0.5-1.5m2/h,线速度可达100m／min，大大提高了熔覆效率。
直径70合金钢基体，熔覆马氏体不锈钢材料，涂层厚度0.5mm，搭接70％情况下，熔覆效率可达1.2㎡／h，整体加工效率为常规熔覆的3－4倍。
（2）熔覆层光洁度好。
熔覆完成后可直接磨抛加工，不需车削工序，从而大大节省材料与加工成本。
（3）熔覆层薄厚兼可。
熔覆薄涂层0.2mm－0.3mm，熔覆中、厚涂层0.3mm－1.5mm，薄、厚兼顾，特殊情况下，亦可进行多层熔覆。
（4）热输入小。
高速熔覆对工件的热输入小，工件热变形小，可用于加工薄壁件、小型件。
（5）稀释率低。
稀释率可控制＜3％，能更好维持熔覆涂层的优质性能。
（6）可加工有色金属。
激光熔覆技术原理
激光熔覆技术原理
激光熔覆技术是一种先进的制造处理技术，它利用聚焦激光束将
金属材料表面局部加热，超过其熔点并快速冷却，从而将材料加以熔化、覆盖。
激光熔覆技术可以针对不同材料、形状、尺寸的表面进行
处理加工，具有高效、高精度、非接触性、低污染等优点。
激光熔覆技术工作原理是：通过将激光束聚焦在金属材料表面，
能量密度超过其熔点，使得材料局部被熔化。
同时，由于激光束的高
能量密度和短作用时间，确保熔化前的材料温度已升到其熔点以上，
意味着在熔化前可避免材料过热和变形的情况。
熔融的材料会形成一
个液态池，通过控制激光束的移动速度和方向，可使熔池不断横向或
纵向移动，以便完全填充所需熔覆的部位。
在激光束停止照射的瞬间，材料表面液态池瞬间冷却并固化，在这样短暂的过程中，激光熔覆技
术显现出其核心优势，即在短时间内实现局部熔化和快速冷却，从而
达到材料组织结构优良和精密度高的输出效果。
超高速激光熔覆技术探讨
TECHNOLOGY AND INFORMATION
超高速激光熔覆技术探讨
张凯 兖矿东华重工有限公司煤机装备制造分公司 山东 济宁 273500
摘 要 本文着重介绍了超高速激光熔覆设备，采用超高速激光熔覆装备，分别进行了单道和多道熔覆的涂层试 验，同时与其他类型涂层做了横向对比分析。超高速激光熔覆技术的加工效率高，可制备涂层种类多，适合工程化 推广应用；与基体结合强度高，力学性能和耐蚀性能优异，能够满足高端装备表面强化和功能化等众多需求。 关键词 超高效率的激光熔覆；抗磨损；耐腐蚀；涂层
4.2 加工参数的选择 （1）激光功率。在扫描速度和送粉量一定的情况下，随 着激光功率的增加，粉末熔化越充分，涂层结合强度越好，但 基材熔化量也会增加，涂层的稀释率也越大。因为扫描速度、 送粉速率、激光功率不匹配时，过大的激光功率会使大量热量 输入到基材。因此在实际生产过程中，在保证粉末粒子熔化的 前提条件下，激光功率应当合理选择，避免功率过大导致涂层 因稀释而性能恶化。 （2）扫描速度。在激光功率和送粉量一定的情况下，随 着扫描速度的增加，涂层厚度逐渐减小，稀释率逐渐降低。因 为随着扫描速度的增加，激光比能量减小，大部分用于粉末粒 子熔化，仅少量加热基材，提高能量利用率．因此在实际工程 化应用时，保证涂层厚度满足需求、粉末充分熔化的前提下， 尽量使用大的扫描速度，这样可以获得性能优良的涂层，满足 工程化对效率的需求． 4.3 加工后处理 传统激光熔覆，由于加工过程中大部分热量被基体吸收而 损失，同时加工速度较慢，容易导致粒子熔化不充分和气孔夹
故结合性能优良。 3.2 耐蚀性能 采用电化学腐蚀方法对采用超高速激光熔覆技术制备的涂
层及基涂层的综合性能，归纳了部分现有的涂层制备技术的相 关指标，与超高速激光熔覆技术进行比较，与常规涂层制备技 术相比，激光熔覆制备的涂层使用寿命远大于其他涂层，因为 激光熔覆技术制备的涂层结合强度高，均为冶金结合；与传统 激光熔覆技术相比较，超高速激光熔覆技术制备的涂层厚度范 围更广，且生产成本也更低，这是因为超高速激光熔覆加工效 率高，材料利用率高。综上所述，超高速激光熔覆技术能够在 较低成本下获得高品质防护涂层。
合金钢超高速激光熔覆铁基涂层工艺
合金钢超高速激光熔覆铁基涂层工艺一、实验材料及方法（一）实验材料本试验采用27SiMn辊作为基体材料，直径为53mm、长度为800mm。
釆用的熔覆粉末为含Cr量很高的431不锈钢粉末，粉末通过等离子旋转极法制备，粉末颗粒度在25～45um之间。
（二）实验方法与步骤1.材料准备采用磨床将辊表面锈迹磨光，为了提高不锈钢粉末与基体的冶金效果，所以基体表面尽可能光滑。
熔覆前用酒精对基体试样进行擦拭，以除去表面的油污。
熔覆材料采用431不锈钢粉末。
试验前将粉末放在烘干炉中干燥，除去其中的水分且保温温度为110℃，保温時间为2小时。
2.试样处理将激光熔覆试验后的27SiMn辊，用线切割将改钢板切成大约8mm8mm12mm的立方钢块，利用金相镶嵌机对试样进行镶嵌。
采用金相磨抛机分别使用400目、600目、800目、1000目的水砂纸对试样进行处理，最后通过抛光和腐蚀之后对试样进行金相观察等分析。
本试验采用的腐蚀液为4%硝酸酒精溶液。
3.试样分析（1）微观组织分析：利用电子显微镜观察分析试样横截面的显微组织和表面形貌，并观察其有无缺陷。
（2）性能分析：采用HVS-100型显微硬度计。
对涂层、热影响区、基体进行硬度测试;应用盐雾试验箱测定涂层的耐蚀性，试验溶液配置为：溶解试剂氯化钠于水中，调配成浓度为5%的盐水液，盐水液的PH值应在6-7之间。
并以冰醋酸调整溶液的酸碱值，使其腐蚀液的PH值为3.0-3.2。
二、工艺参数对涂层样貌的影响（一）激光功率对涂层样貌的影响激光功率是影响激光熔覆层质量的最关键的因素，也是发挥激光熔覆的优势所在。
对于一定厚度的涂层，功率过小，会造成涂层熔化不完全、表面不平整，功率过大则会造成合金粉末过烧、有气孔、表面褶皱、熔覆深度深、稀释率大等问题。
采用控制变量的方法，线速度20m/min、送粉速度4r、搭接率50%为保持不变，激光功率分别为2500W、3000以及3500W，通过实验发现功率为2500W时功率明显不足，粉末未完全融化，功率为3000W时粉末完全融化，成型平整，无缺陷，当功率增加至3500W时，粉末过烧，造成熔覆层表面褶皱。
超高速激光熔覆技术在液压支柱上的应用
超高表面合金再凝固形交汇发生超高与基体间整度高、寸构件等随着艺如下：把液压支支柱移至外径达到要求，完加工温度的原力学超速激光熔覆是层。
常规的激成防护涂层。
熔化，随之均高速激光熔覆技为冶金结合，后续加工余量表面熔覆，还着技术和服务的① 通过车削柱移至激光熔磨床进行外圆比设计尺寸大成表面修复过过高、结合力性能；延长了待修中缸 超超高速激是指金属合金激光熔覆过程。
超高速激光均匀涂覆在零技术的优势明结合力强；量小；且热输还可用铜基材的不断升级，削把支柱外径加熔覆设备上进圆粗磨，磨去大0.001~0.00过程。
该技术力弱等不足；了液压支柱的超高速激光熔宁波镭表面工激光熔覆技金粉末经激光辐程中，激光能量光熔覆技术在本零件表面。
明显，其熔覆速涂层表面质量输入量小，不影材料、铝基材料超高速激光熔加工至比设计进行表面超高速去厚约0.2 mm 2 mm 的尺寸术有效的避免了还能有效地提的使用寿命，其 修复后熔覆过程 镭速激光科技工程应用技术在液辐照后，与基量主要用于熔本质上改变了速率可达20~量明显高于普影响原件力学料、钛基材料熔覆在煤炭工计尺寸小0.8~速激光熔覆，m 的粗糙表面寸。
④ 表面抛了电镀、环焊提高液压支柱其综合性能远后中缸 技有限公司用实例液压支柱基体表层同时熔化基体材料了粉末的熔化~200 m/min ，普通激光熔覆学性能。
该技料或铸铁材料工业的液压支~1.0 mm ，即单熔覆厚度约面，保留0.4~0抛光，使支柱焊、热喷涂等柱表面的耐磨远优于传统技 司 邹斌华柱上的应用时熔化熔融，并料形成熔池，粉化位置，使粉末粉末利用率高覆，只需要简单技术可用于热敏料等组合材料的支柱上也得到了单边去掉0.4~约0.6~0.7 mm 0.5 mm 厚度的柱达到外径尺寸等传统技术工艺磨、耐蚀等性能技术工艺。
超高速激光 磨削华 供稿 用并快速冷却凝粉末注入熔池末在零件上方高达95%以上单打磨或抛光敏感材料、薄的涂层制备。
高速熔覆技术介绍
? 2017年—成功推出中国第一台高速激光熔覆光纤激光器 ? 技术来源：“国家863计划”、“瞬态国家重点实验室” ? 自我定位：光纤激光器核心技术研发、智能(再）制造核心装备制造
合作
?自高速激光熔覆技术推出以来，我公司已与众多科研机构、煤机、喷涂等行业客户形成合作如西安 交大、华北电力大学、山东能源、西安宇丰等，在冶金、工程机械、造纸、模具等行业众多客户在 密切推进中。
高速激光熔覆产品技术介绍
常规激光熔覆
常规激光熔覆：预置送粉在金属表面上放置特定的涂层材料，经激光照射后，基体和粉末同时
熔化并快速凝固，形成与基体成冶金结合的表面涂层。
? 常规激光熔覆自推出以来，在国内各行业获得广泛应用，但因效率、熔覆薄层受限、表面粗糙等因素使其进一步的市场应用受限。 ? 为提高熔覆效率，常规激光熔覆只能依靠增加聚焦光斑尺寸来提高熔覆效率，但高功率激光器的应用同时造成投资加大、稀释率增加、热影响区加
单边0.3mm，1.2 平/h；单边 0.5mm，0.9 平/h
工业生产，1mm以内薄 类涂层加工量大；超过
1mm涂层建议多层熔覆；
4000W
2/3mm
0.2-2mm
单边1.2mm，0.6 平/h
工业生产，1mm以上涂 层加工量大；
11
核心技术
12
核心技术
客户现场激光器情况远程诊断，快速给出调整建议、排除故障
束为平顶光束，对基体损失较小；光束与粉流夹角与同类产
品相比较小，重叠区较大。
2018 年2-4月，中科中美推出 4000W 系列高速熔覆激光器。
? 激光器为“第三代激光器”光纤激光器，电 -光效率近 35%，
超高速熔覆技术原理及其优势
激光熔覆技术已广泛应用于金属表面的修复改性，但传统激光熔覆虽然有柔性加工、异形修复、自定义增材等优势和特点，但工作效率偏低，对于部分生产领域中所要求的大规模快速生产加工需求，仍无法满足。
为了满足大批量高速生产需求，提高熔覆工作效率，高速激光熔覆技术应运而生，下文是对其原理及其优势的介绍，希望对你有所帮助。
背景：在工业、能源、军工、机械相关制造厂以及再制造等领域，由于生产环境恶劣，使用负荷大，导致一些重要的金属零部件腐蚀和磨损。
为了延长昂贵的生产设备的使用寿命，须给这些设备的金属部分外表进行提前处理或修复。
同时，我国也是世界上最大的液压支架生产国，液压支架的核心部件立柱、千斤顶均同样需要进行表面防腐和耐磨处理。
技术原理：超高速激光熔覆技术是通过同步送粉添料方式，利用高能密度的束流使添加材料与高速率运动的基体材料表面同时熔化，并快速凝固后形成稀释率极低，与基体呈冶金结合的熔覆层，极大提高熔覆速率，显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺特性的工艺方法。
传统方式的优劣对比：超高速激光熔覆的优势：★扫描速率高o线速度20~150 m/mino熔覆效率0.5~2m2/h★质量高o完全冶金结合，结合力远优于喷涂、电镀等传统工艺，高速激光熔覆是绿色替代镀铬等镀层的优选工艺。
o层厚50~500μm，高速熔覆表面精细平整，非常适用于薄层熔覆。
o稀释率＜5%，可实现热敏感材料零件的涂层制备，避免传统熔覆表面缺陷发生；o零件变形量小，高速熔覆的粘结层相比热喷涂层和电镀涂层更加耐磨耐蚀，是与基体呈冶金结合形式制备的超薄保护层。
超高速激光熔覆的应用：超高速激光熔覆技术可实现致密无缺陷的熔覆层，熔覆层表面质量致密，与基材呈冶金结合，无开口性缺陷，表面光滑平整。
不仅能够在回转体上进行加工，也能在平面和复杂曲面上进行加工。
通过持续的技术优化，该技术可广泛应用于煤炭、冶金、海洋平台、造纸、民用家电、汽车、船舶、石油、航空航天行业。
高速激光熔覆加工参数
高速激光熔覆相关技术参数介绍高速激光熔覆是一种快速激光表面处理技术，主要涉及技术参数分为两个方面，一是激光熔覆过程中，设备的调试设置参数，称为加工参数；二是熔覆完成后，对熔覆效果质量的测评衡量参数，称为检测参数。
加工参数主要包括激光功率、光斑形状、光斑尺寸、加工距离、搭接率、熔覆速度、送粉方式、保护气气压共8项关键参数。
（1）激光功率，激光器单位时间内输出的能量。
高速激光熔覆一般用KW级激光器，如ZKZM-2KW和ZKZM-4KW在市场上推广应用较多，可满足大部分的领域使用需求。
（2）光斑形状，常见的光斑形状分圆形和矩形两种，用户根据加工对象特点选择使用。
（3）光斑尺寸，光斑尺寸主要影响光功率密度，即单位面积的光能量大小，同等功率条件下，光斑尺寸越小，光功率密度越大，高功率密度光斑适宜熔覆高熔点的金属粉末。
（4）加工距离，指激光出光口距基体表面的距离。
加工距离过远，金属粉末容易发散，粉末利用率低；加工距离近，激光熔覆头受激光辐射表面温度过高，严重造成粉末堵塞。
（5）搭接率，搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的主要因素，搭接率提高，熔覆层表面粗糙度降低。
但搭接部分的均匀性很难得到保证。
每道熔覆层之间相互搭接区域的深度与每道熔覆层正中的深度有所不同，从而影响了整个熔覆层。
高速熔覆的搭接率高达70%-80%(普通熔覆的搭接率为30%-50%)。
（6）熔覆速度，熔覆线速度和熔覆面积速率均可表示熔覆速度大小。
中科中美高速激光熔覆实测线速度为30m/min-100m/min，在熔覆厚度0.2-0.5mm时，熔覆效率每小时0.7-1.2平方米。
（7）送粉方式，高速激光熔覆送粉方式主要有环形送粉和中心送粉两种方式，中心送粉较环形送粉粉末利用率高，但设计难度较大，光束需呈环形围绕送粉管一周，目前市场上环形送粉应用较多。
（8）保护气气压，保护气压力大小加工时可调。
保护气一般使用氮气或氩气，主要用于送粉以及在激光熔覆熔池周围形成保护区域，减少氧化。
高速激光熔覆应用于液压支架立柱修复
高速激光熔覆应用于液压支架立柱修复再制造液压支架立柱是煤矿机械关键设备，长期在酸、碱性腐蚀介质中工作，立柱表面承受着腐蚀、磨损和冲击。
前些年立柱再制造修复技术多采用电镀工艺，但是修复后的立柱使用寿命较短、可修复次数少、且有环境污染问题。
下面介绍采用高速激光熔覆工艺替代原有的电镀进行立柱修复。
一高速激光熔覆技术原理超高速激光熔覆即通过改变激光与粉末的作用过程，在熔池之上将粉末熔融或者半熔融，同时也将基体熔化，并和基体快速凝固，形成冶金结合的表面涂层。
二、高速激光熔覆和传统激光熔覆的技术比较相较传统激光熔覆工艺，高速激光熔覆具有以下5点优势。
高速激光熔覆常规激光熔覆（1）同功率条件下，高速激光熔覆单位时间的熔覆面积是传统激光熔覆的3到4倍；（2）高速熔覆表面精细平整，熔覆厚度为0.1-1.2mm可选，表面光洁度高；（3）熔覆层与基体为冶金结合，结合力远优于喷涂、电镀等传统工艺；（4）高速激光熔覆后，工件表面仅需要简单的磨抛即可出镜片，无需车削，后续工序简单，且节约金属粉。
以液压支柱为例，中科中美ZKZM-6000W高速熔覆设备熔覆单边厚度0.6mm，之后抛磨去除0.2mm即可。
（5）高速激光熔覆热输出小，还适宜加工一些小、薄壁工件以及一些导热性较好的有色金属。
三、高速激光熔覆修复液压支架立柱流程高速激光熔覆金属粉选用铁基合金粉末进行支柱液压支柱表面熔覆。
以市场占有率最多的中科中美-6000W高速激光熔覆设备为例，熔覆加工时稀释率小于3%，较薄的熔覆层厚度（0.6mm）就可以满足要求，粉末利用率高（同轴送粉粉末利用率70%，中心送粉粉末利用率90%）。
熔覆后采用扫描电镜、硬度计、磨损实验机、盐雾试验机对熔覆层性能进行分析研究。
结果表明：熔覆后简单抛磨，熔覆层表面粗糙度约为Ra10um、表层硬度大于HRC55，耐磨性比基体材料有很大提高。
熔覆层与基体间为冶金结合，剪切强度＞500Mpa，熔覆层有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能，因此立柱使用寿命得到大幅度提升。
超高速激光熔覆技术优势有哪些
近年来在国家节能环保政策和技术转型升级的指导下，在传统镀铬技术上不断进行新技术和新工艺的研发，并从根本上提升制造过程的环保水平，实现智能制造、绿色制造。
超高速激光熔覆技术作为先进环保的再制造加工技术应运而生，为此带来新的出路。
超高速熔覆以下六大优势：1.效率高传统熔覆过程中熔覆线速度一般为600-1000mm/min，熔覆效率一般为0.15㎡/h，而高速熔覆线速度可达20-150m/min,熔覆效率可达0.5-2㎡/h，整体加工效率为常规熔覆的3-5倍。
2.机加工成本低传统熔覆制备所得涂层后续机加工的步骤包括粗车及精磨两步，而高速熔覆所制备的涂层机加余量较少，表面光亮，只需进行精磨即可，这在一定程度上极大的节约了成本(材料费用、机加费用、时间成本)。
3.涂层致密、平整高速熔覆单层厚度可达0.15mm,同时通过调整工艺参数涂层厚度在0.15-0.5mm（单层）可调。
涂层厚度主要与熔覆速度及送粉量等工艺参数有关。
4.热输入小高速熔覆对工件的热输入小，工件热变形小，可用于加工薄壁件、小型件。
传统熔覆过程中，大部分激光能量集中作用在基材及已熔覆层上，此时由于热膨胀不匹配性等材料物理性能的作用，易在涂层内部造成应力集中，对于部分硬度较高的涂层，极易在熔覆过程中发生开裂现象。
而在超高速熔覆过程中，80%的激光能量作用于粉末中，故而基材的形变涂层内部残余应力较少涂层不易开裂。
5.冶金结合超高速熔覆可实现基体与合金层冶金结合，通过拉断试验与600吨压机结果显示均无分层及剥落。
稀释率较大，基材中大量元素向上扩散，从而影响涂层整体性能(硬度、耐蚀性)的问题一直是激光熔覆的一大难点，例如45#钢表面制备高硬度涂层时，易出现涂层硬度降低的现象。
而这些问题在高速熔覆中就不再会发生，这是因为高速熔覆的稀释率远远低于传统熔覆，大量的能量集中于粉末上，基材内部的元素没有足够的热驱动力向涂层内部扩散。
6.应用广激光功率密度大，可熔覆高熔点粉末材料，也可实现铜、铝、钛等有色金属材料的表面强化。
高速激光熔覆技术介绍
高速激光熔覆技术介绍
高速激光熔覆技术是一种先进的表面处理技术，它利用高功率激光束对金属表面进行加热，使其熔化并与基材表面融合，从而形成一层均匀、致密、高质量的涂层。
该技术具有高效、高精度、高质量等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子等领域。
高速激光熔覆技术的工作原理是利用高功率激光束对金属表面进行加热，使其熔化并与基材表面融合。
在熔化的过程中，激光束的高能量密度使得熔池温度迅速升高，同时也使得熔池的深度和宽度得到控制。
在熔化的同时，还可以通过控制激光束的扫描速度和功率密度来控制涂层的厚度和质量。
高速激光熔覆技术的优点主要体现在以下几个方面：
1.高效性：高速激光熔覆技术可以在短时间内完成涂层的制备，大大提高了生产效率。
2.高精度：高速激光熔覆技术可以精确控制涂层的厚度和质量，从而满足不同领域的需求。
3.高质量：高速激光熔覆技术可以形成一层均匀、致密、高质量的涂层，具有优异的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。
4.适用性广：高速激光熔覆技术可以应用于各种金属材料，包括钢、铝、镁、钛等。
高速激光熔覆技术是一种先进的表面处理技术，具有高效、高精度、高质量等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子等领域。
随着技术的不断发展，相信高速激光熔覆技术将会在更多领域得到应用。
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
• 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。
激光熔覆增材制造技术
激光熔覆增材制造技术
激光熔覆增材制造技术是一种先进的制造技术，它运用激光束将
金属粉末或线材进行局部加热，快速熔化并凝固成为一个加工件。
该
技术因其高精度、高复杂度、高效率、节省材料、可定制化等特点而
在制造领域广泛应用。
与传统的材料制造技术相比，激光熔覆增材制
造技术具有许多优点，可以大幅减少材料的浪费和成本，提高生产效
率和产品质量，同时也能够帮助改善环境和减少对人类健康的影响。
激光熔覆增材制造技术的原理是通过熔化金属粉末或线材在基础
材料上堆积叠加，逐层形成3D打印件。
该技术操作简单，加工速度快，能够制造出极高精度和表面质量的零件和构件。
它可以在极短的时间
内生产便携式设备、医疗器械、航空航天零件、汽车部件等高价值产品，减少时间和资金成本，有效提高生产力。
激光熔覆增材制造技术还可以实现多种金属及其合金的自由组合，并且能够加工出形状复杂的零件，具有很高的灵活性和可塑性。
除了
金属材料，该技术还能加工塑料、陶瓷等多种材料，拓展了其应用范围。
总之，激光熔覆增材制造技术是未来制造业的重要趋势和方向之一，将会持续推动制造业的升级和发展。
高速激光熔覆与传统表面处理工艺对比
高速激光熔覆与传统表面处理工艺对比高速激光熔覆技术作为目前比较先进的绿色金属表面处理技术，可用来取代电镀、热喷涂、等离子熔覆等传统工艺技术，本文主要就各工艺的特点进行说明，重点介绍高速激光熔覆工艺特点。
（1）电镀工艺硬铬电镀工艺发展非常成熟，是过往被广泛采用的防腐耐磨涂层技术之一。
其制备过程是将工件浸泡于铬酸溶液中，通过电化学方式进行涂层沉积。
制备的硬铬涂层一般伴随有微裂纹，涂层与基体结合力差，在服役过程中往往出现开裂和剥落现象。
由于电镀巨大的耗电量，其利润空间被一再压缩。
而生产过程中产生的废气与废液还对环境造成了污染。
目前电镀行业已成为夕阳产业，受到欧盟、美国及中国等国家工业部门的严格限制。
超高速激光熔覆过程不涉及化学过程，对环境绿色友好，可选用的硬面涂层种类繁多，包括铁基、镍基和钴基等合金涂层，该方法制备的涂层无缺陷，结合强度高，耐用度远高于电镀涂层。
目前超高速激光熔覆是替代硬铬电镀的首选技术。
（2）热喷涂工艺热喷涂涂层沉积速率虽高，但粉体利用率仅为50%。
涂层存在1%~2%孔隙率，腐蚀介质可以通过这些空隙对基体造成腐蚀。
热喷涂涂层与基体结合强度一般低于150 MPa，在重载服役条件下有可能发生涂层剥离现象（机械结合）。
再者热喷涂在工作中容易产生噪音及粉尘污染，影响环境及人员身体健康。
超高速激光熔覆制备涂层组织致密、无气孔，且涂层与基体为冶金结合方式，结合强度高。
（3）堆焊技术堆焊技术可制备高质量无缺陷的金属涂层，如钨极氩弧焊和等离子喷焊，界面为冶金结合，结合强度高，单层沉积厚度可达2mm～3 mm。
相比于热喷涂单层25-50 μm，和传统激光熔覆单层0.5mm～1 mm 的沉积厚度，堆焊技术沉积效率极高。
但是，高沉积效率伴随高能量输入，这会诱发基体材料的组织性能转变和热损伤。
（4）超高速激光熔覆技术与传统激光熔覆比较超激光熔覆后工件表面Ra ～ 5-10um；熔覆后直接磨抛0.15-0.20mm，表面可达镜面，Ra≤0.4；加工效率高，中科中美6000W高速激光熔覆设备加工0.8mm厚度涂层，加工效率0.8m2/h。
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超高速熔覆是可实现不同厚度、冶金结合、大面积涂层的快速制备，它以经济、环保的方式克服了其他涂层制备方法的缺点，这种新的方法也可以用于异种材料之间的结合，如在铝合金或铸铁表面制备耐磨和防腐涂层等，在增材制造行业内应用广泛。
超高速率熔覆技术是通过同步送粉添料方式，利用高能密度的束流使添加材料与高速率运动的基体材料表面同时熔化，待快速凝固后形成稀释，与基体呈冶金结合的熔覆层，大大提高熔覆速率，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺特性的工艺方法。
超高速激光熔覆是一种快速激光表面处理技术，主要涉及技术参数分为两个方面，一是激光熔覆过程中，设备的设置参数，称为加工参数；二是熔覆完成后，对熔覆效果质量的测评衡量参数，称为检测参数。
与此同时，激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被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，与基体成冶金结合的表面涂层，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。
该产品与堆焊、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、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多以及粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景很广阔。
以上即是南京中科煜宸激光技术有限公司为大家带来的内容介绍，希望对大家能够有所帮助，中科煜宸已成功研发超高速激光熔覆装备，装备配备超高速熔覆专用送粉器、高可靠性送粉喷嘴等核心器件，与煤机、冶金、汽车、航空航天等行业深入合作，与众多企业建立了良好的合作关系。