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
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
熔池CCD拍摄图
彩色云图处理
激光熔凝处理后横截面组织示意图 T10钢激光熔凝层显微硬度沿淬硬层深度的分布
3 激光熔覆技术
激光熔覆(Laser Cladding)技术亦称激光包覆、激光涂覆、激光熔 敷，是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料， 利用高功率密度的激光束使之与基材表面一起熔凝的方法，在基 材表面形成合金化熔覆层，以改善其表面性能的工艺。
应用
激光表面改性技术的最新进展是将其应用于凸轮轴的 表面改性方面。许多发动机都是应用层片状灰口铸铁 作为凸轮轴材料。传统处理技术如钨极惰性气体保护 重熔或直接冷硬铸造法能获得耐磨性好的莱氏体表层 组织。采用激光重熔技术同样可获得莱氏体组织，且 更为方便、经济。（2 laser hard facing）
三. 激光用在加工领域 以激光良好的单色性和相干性为基础。激光全息 技术可以用作无损探伤，即不用损坏零件便可检测出 零件内部的缺陷。
利用激光的亮度高和方向性好可以在机加工领域 大有作为。
如可以在零件上打一般钻头不能打的异形孔和尺 寸达微米级的小孔。利用激光进行切割，具有速度快， 切面光洁，不发生形变的特点。激光焊接可焊一般焊 接法不能焊的难熔金属。还可以利用激光亮度高、能 量集中、可通过理论计算进行控制的特点对金属工件 表面进行改性处理。
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
激光相变相图分析
激光相变相图分析
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
2 激光表面熔凝技术
用激光束将表面熔化而不加任何合金元素，以达到表面组织改 善的目的。与激光淬火工艺相比，激光熔凝处理的关键是使材 料表面经历了一个快速熔化—凝固过程，所获得的熔凝层为铸 态组织。工件横截面沿深度方向的组织依次为：熔凝层、相变 硬化层、热影响区和基材
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。
视 频 ： 激 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。