认识激光增材工艺——激光熔覆

激光熔覆是激光增材加工的一种工艺，被熔覆的零件基体表面上再粘合一层选择好的涂层材料，与基体成冶金结合的表面涂层，从而达到显著改善基层表面的耐腐蚀、耐磨损、耐高温、抗氧化及部分电气特性的工艺方法。同时也对工件表面改性或修复的目的，是为了既满足对材料表面特定性能的要求，又节约大量的贵重元素的不必要消耗。

当前激光熔覆的使用情况，其主要应用于几个方面：对材料的表面改性，如轧辊、燃汽轮机叶片、轧辊、齿轮等，用以增加其使用性能；产品的表面修复，如转子、钻头等，据统计其修复费用不到重新投产的价值的20%，而且缩短了时间，解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的关键部件快速抢修难题。另外通过激光熔覆技术在模具的表面覆着一层超耐磨抗腐蚀合金，更大提高了零件的使用寿命。

目前应用广泛的激光熔覆材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨复合材料等。其中，又以镍基材料应用最多，与钴基材料相比，其价格便宜。与传统的堆焊、 电镀、喷涂和气相沉积技术相比，激光熔覆技术具有如下几个优点。

1、冷却速度快，快速凝固过程，使工件容易得到细结晶组织或产生平衡态所无法得到的非稳态、非晶态等新相。

2、 涂层稀释率低，与被加工件基体形成牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺功率、光斑大小及焦距等参数的调整，可以获得良好的涂层，并且成分和稀释度均可控。

3、 热畸变较小，采用高功率密度快速熔覆时，变形可控制降低到零件的装配公差内，如果在熔覆之后，再经过激光表面强化工艺的,去除内部应力后和降低脆性，那效果是最好的。

4、 粉末选择几乎没有任何限制，可以按照工艺要求使用任意种类配比的粉末材料，尤其是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金。

5、 能进行选区熔覆，使得材料消耗减少，提高性能的经济性比。

6、激光光束可以对难以接近的区域进行熔覆，主要保证光斑及粉末可以照射到该区域即可。

7、熔覆层的厚度范围大，可以对同一部位进行往复重复熔覆。

零件损坏在使用的过程中，特别是传动轴类，被磨损的位置不定性太多了，在轴承位，在外露位置等，即使是常磨损或被腐蚀过的，也只是极少数产品之间的相同部位， 而且很多部位表面会可能是非圆直线，这就需要加工头在一套熔覆动作中需要根据要求以很多不同的姿态进行工作，传统直线传动机床很难实现的情况下，会使用上机器人，其机械手臂在很多动作上可以模拟人的手臂进行动作，就可以满足到此类的非圆直线特征的零件熔覆了，而传统的还是以车床，特别是数控车床作为熔覆时的运动载体比较多。

熔覆工艺，目前用得最多的是船舶行业，矿工机械设备等大型运动类的关键零件生产或维修。在我国的沿海城市和陕西、山西、云南等矿工设备省份。达方制冷对此类熔覆设备的配套，都是直接在设备厂居多，激光采用的都是多模光纤激光，每个零件的熔覆时间在几个小时至几天不等。所以对冷水机的制冷能力也是一种考验。