什么是激光熔覆

激光熔覆技術(shù)是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電器特性等的工藝方法。因?yàn)槠渲饕康氖窃黾咏饘俦砻娴男阅?，所以在?shí)際應(yīng)用時(shí)，要想提高效率，應(yīng)該綜合考慮到質(zhì)量，速度，激光功率之間的平衡。

激光熔覆具有以下特點(diǎn)

（1）冷卻速度快（高達(dá)106K/s），屬于快速凝固過程，容易得到細(xì)晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無法得到的新相，如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等。

（2）涂層稀釋率低（一般小于5%），與基體呈牢固的冶金結(jié)合或界面擴(kuò)散結(jié)合，通過對激光工藝參數(shù)的調(diào)整，可以獲得低稀釋率的良好涂層，并且涂層成分和稀釋度可控；

（3）熱輸入和畸變較小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時(shí)，變形可降低到零件的裝配公差內(nèi)。

（4）粉末選擇幾乎沒有任何限制，特別是在低熔點(diǎn)金屬表面熔敷高熔點(diǎn)合金；

（5）熔覆層的厚度范圍大，單道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm，

（6）能進(jìn)行選區(qū)熔敷，材料消耗少，具有卓越的性能價(jià)格比；

（7）光束瞄準(zhǔn)可以使難以接近的區(qū)域熔敷；

（8）工藝過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

激光熔覆頭的基本架構(gòu)區(qū)別

 一：四路送粉的優(yōu)勢

一般來說激光熔覆的送粉方式有預(yù)置法和同步送粉法，預(yù)置法不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，暫且不提。同步送粉法有雙路送粉，四路送粉，也有三路送粉等方式。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)熔覆頭沿著X軸或者Y軸的正反方向移動(dòng)的時(shí)候，四路送粉最容易保證送粉的位置準(zhǔn)確性，因?yàn)樗臈l送粉路線正對應(yīng)可移動(dòng)的四個(gè)方向，無論以那一方向?yàn)橹鞣较?，都可以形成兩路粉末在前后，兩路粉末在左右的格局，這樣的格局對送粉的均勻性和方向性有很大的幫助。

 二：圓形光斑的優(yōu)勢

圓形光斑是激光耦合發(fā)出的激光的基本形狀，如果對他的形狀進(jìn)行再加工，可能會造成激光能量的損失。再從熔覆的功能結(jié)構(gòu)上來講，送粉路數(shù)有很多，但是光斑目前只能有一個(gè)，那么當(dāng)多路粉末匯聚的時(shí)候，再在輔助氣體的作用下，形成的粉末路徑會越發(fā)接近圓柱形狀，這時(shí)候圓形的光斑會更適應(yīng)圓柱形的粉末，可以有效的防止粉末浪費(fèi)，同時(shí)未經(jīng)形狀加工的圓光斑，出光均勻，使粉末受熱也相應(yīng)的均勻，熔覆質(zhì)量更為優(yōu)秀。

激光熔覆的應(yīng)用

激光熔覆的應(yīng)用主要在兩個(gè)方面，即耐腐蝕（包括耐高溫腐蝕）和耐磨損，應(yīng)用的范圍很廣泛，例如內(nèi)燃機(jī)的閥門和閥座的密封面，水、氣或蒸汽分離器的激光熔覆等。同時(shí)提高材料的耐磨和耐腐蝕性，可以采用Co基合金（如Co-Cr-Mo-Si系）進(jìn)行激光熔覆?；w中物相成份范圍中Co3Mo2SI硬質(zhì)金屬間相的存在可保證耐磨性能，而Cr則提供了耐腐蝕性。 

微觀下的激光熔覆頭淬火

激光熔覆頭不僅可以用作熔覆，還可以用作淬火，激光淬火的功率密度高，冷卻速度快，不需要水或油等冷卻介質(zhì)，是清潔、快速的淬火工藝。

在微觀下可以看到熔覆頭的淬火，將材料表面加熱到相變點(diǎn)以上，隨著材料自身冷卻，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體

奧氏體轉(zhuǎn)化馬氏體→→

奧氏體中含碳量≥1%的鋼淬火后，馬氏體形態(tài)為針片狀馬氏體，當(dāng)奧氏體中含碳量≤0.2%的鋼淬火后，馬氏體形狀基本為板條馬氏體。馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心四方結(jié)構(gòu)（BCT）。中高碳鋼中加速冷卻通常能夠獲得這種組織。高的強(qiáng)度和硬度是鋼中馬氏體的主要特征之一，同時(shí)馬氏體的脆性也比較高。 

結(jié)語

無論是激光頭熔覆，亦或是激光頭淬火，其參數(shù)主要有激光功率、光斑形狀與大小、各模塊速度、離焦量、預(yù)熱溫度等。各參數(shù)之間也相互影響，是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，須采用合理的控制方法將這些參數(shù)控制在工藝允許的范圍內(nèi)。尤其是將新引進(jìn)激光設(shè)備的公司，在采購激光熔覆頭的時(shí)候，建議優(yōu)先考慮提供上門服務(wù)和技術(shù)支持的廠家。