高速激光熔覆相较于常规激光熔覆的优缺点有哪些

近两年来，高速激光熔覆技术受到我国激光行业和金属表面加工行业的高度关注。高速激光熔覆受到广泛重视的主要原因是，与常规激光熔覆相比，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、工件热输入小、工件变形小等诸多优点。

高速激光熔覆与常规激光熔覆之间的详细比较如下:

1.与常规激光熔覆相比，高速激光熔覆具有以下优点:

1)线速度可达100m/min，大大提高了熔覆效率。采用直径为70的合金钢基体熔覆马氏体不锈钢，涂层厚度为0.5mm，70%重叠，熔覆效率可达1.2㎡/h，整体加工效率是常规熔覆的3-4倍。

2)熔覆层平整，可直接研磨抛光，无需车削加工，大大节约了材料和加工成本。

3)可进行薄涂层熔覆(0.2mm-0.3mm)，中厚涂层熔覆(0.3-1.5)，薄涂层和厚涂层兼顾，特殊情况下也可进行多层熔覆。

4)高速熔覆对工件的热输入小，工件热变形小，可用于加工薄壁零件和小零件。

5)稀释率可以控制。

6)激光功率密度高，可用于熔覆高熔点粉末材料。

7)可实现铜、铝、钛等有色金属材料的表面强化。

8)高速熔覆打破了常规熔覆的诸多应用局限，应用范围广，是目前唯一可行的替代电镀的方式。

2.与传统激光熔覆相比，高速激光熔覆的缺点是:

1)目前高速熔覆的粉末利用率约为70%，略低于常规激光熔覆。需要通过技术手段进一步完善。

2)为了追求更高的表面质量，高速激光熔覆一般采用20-53um的细球形粉末，从而节省材料，降低加工成本，而常规激光熔覆一般采用50-150μ m的粗粉末..细粉成本略高于粗粉。

3)高速激光熔覆是一项新技术，工艺比常规熔覆略复杂。

3.高速激光熔覆和常规激光熔覆的共同点是:

1)覆层材料是常见的。常规激光熔覆材料可以熔化，高速激光熔覆可以熔化;一些传统的激光熔覆材料无法熔覆，如高熔点材料，可以通过高速激光熔覆熔化。

2)均为冶金结合。而高速熔覆的涂层效果与热喷涂相似，表面光滑。常规包层波动较大。

3)常见的工艺路线。常规激光熔覆工艺调整的重点，也是高速激光熔覆工艺调整的重点。

4)应用领域一致。即高速激光熔覆可以应用于所有可以应用常规激光熔覆的领域，高速激光熔覆也可以应用于常规激光熔覆不能应用的领域。一般来说，常规激光熔覆能做到的主动高速激光熔覆都能做到，常规激光熔覆做不到的主动高速激光熔覆也能做到。

4.为何高速激光熔覆可以应用于铜、铝等有色金属?

铜和铝的表面强化一直是业界的迫切需求，但工艺难度较大。目前，在非冶金结合的情况下，可以采用喷涂和电镀工艺路线;在冶金条件下，YAG激光熔覆目前可用于常规激光熔覆，但YAG工艺效率较低。一些学校和企业对二氧化碳、半导体、半导体光纤耦合等其他常规激光熔覆路线做了大量研究，但最终效果并不理想。主要原因是铜和铝导热快，不易在基体上形成熔池，难以熔覆。

国盛激光已将高速激光熔覆技术应用于有色金属的表面处理。从初步试验结果来看，高速激光熔覆完全可以解决这个行业的难点。高速激光熔覆的功率密度是常规激光熔覆的5-10倍，部分光直接作用于基体，可在铜、铝基体上形成熔池，这也是高速激光熔覆能够实现铜铝熔覆的主要原因。

审核编辑：汤梓红