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激光熔覆技術(shù)小百科

激光熔覆修復原理

激光熔覆是材料表面改性技術(shù)和增材再制造的一種重要方法。它是利用高能激光束照射添加在基材表面的改性或增材材料，通過迅速熔化、擴展和迅速凝固，冷卻速度通常達到102~106℃/s，在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學或力學性能的材料，從而在基材表面構(gòu)成一種新的復合材料，以彌補機體所缺少的特殊性能或?qū)Τ叽缛笔У幕w進行增材修復。

激光熔覆適用于電力、航空、航天、兵器、核工業(yè)、汽車制造業(yè)中需要改善性能的零件。根據(jù)工件的工況要求，熔覆各種設(shè)計成分的金屬或者非金屬，制備耐熱、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆層。

激光熔覆修復的特點

激光熔覆與工業(yè)中常用的堆焊、熱噴涂和等離子噴焊等相比，激光熔覆有著下列優(yōu)點：

　   基體與熔覆層結(jié)合強度高：激光熔覆層與基體為致密冶金結(jié)合,結(jié)合強度不低于原本體材料的 90%。

        熱影響區(qū)小：基體材料在激光熔覆過程中僅表面微熔，微熔層為0.05-0.1mm?；w熱影響區(qū)極小，一般為0.1-0.2mm，在采取控溫措施情況下（如脈沖加工、間歇加工、主動冷卻，控制基體溫升不超過80℃），激光熔覆后熱變形幾乎可以忽略。

        熔覆層與基體晶粒細小：高達106℃/s的冷卻速度使凝固組織細化，熔覆層及其界面組織致密，晶粒細小。在選用適當?shù)姆勰┖凸に噮?shù)的情況下，無孔洞，無夾雜裂紋等缺陷。

　    效率高，節(jié)約昂貴材料：由于激光作用時間短（ns級），熔覆層稀釋率低，基材的熔化量比較小，對熔覆層的沖淡率很低（常規(guī)為5%~8%），因此可在熔覆層比較薄的情況下，獲得所要求的成分和性能，從而節(jié)約昂貴的覆層材料；

　　可制備梯度功能材料：激光熔覆層組織由底層、中間層以及面層組成的各具特點的梯度功能材料，底層具有與基體浸潤性好、結(jié)合強度高等特點；中間層具有一定強度和硬度、抗裂性好等優(yōu)點；面層具有抗沖刷、耐磨損和耐腐蝕等性能，使修復后的設(shè)備在安全和使用性能上更加有保障。

　　激光熔覆技術(shù)可控性好，易實現(xiàn)自動化控制，覆層質(zhì)量穩(wěn)定。

　　激光熔覆技術(shù)解決了振動焊、氬弧焊、噴涂、鍍層等傳統(tǒng)修理方法無法解決的材料選用局限性、工藝過程熱應力、熱變形、材料晶粒粗大、基體材料結(jié)合強度難以保證的矛盾。