激光熔覆（LaserCladding）亦稱激光熔敷或激光包覆，是一(yī)種新的表面改性技術。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一(yī)起熔凝的方法，在基層表面形成冶金結合的添料熔覆層。基本信息激光熔覆是指：通過同步或預置材料的方式，将外(wài)部材料添加至基體(tǐ)經激光輻照後形成的熔池中(zhōng)，并使二者共同快速凝固形成包覆層的工(gōng)藝方法。激光熔覆特點：熔覆層稀釋度低但結合力強，
激光熔覆（Laser Cladding）亦稱激光熔敷或激光包覆，是一(yī)種新的表面改性技術。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一(yī)起熔凝的方法，在基層表面形成冶金結合的添料熔覆層。
激光熔覆是指：通過同步或預置材料的方式，将外(wài)部材料添加至基體(tǐ)經激光輻照後形成的熔池中(zhōng)，并使二者共同快速凝固形成包覆層的工(gōng)藝方法。
激光熔覆特點：熔覆層稀釋度低但結合力強，與基體(tǐ)呈冶金結合，可顯著改善基體(tǐ)材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化或電(diàn)氣特性，從而達到表面改性或修複的目的，滿足材料表面特定性能要求的同時可節約大(dà)量的材料成本。與堆焊、噴塗、電(diàn)鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小(xiǎo)、組織緻密、塗層與基體(tǐ)結合好、适合熔覆材料多、粒度及含量變化大(dà)等特點，因此激光熔覆技術應用前景十分(fēn)廣闊。
從當前激光熔覆的應用情況來看，其主要應用于三個方面：一(yī)，對材料的表面改性，如燃汽輪機葉片，軋輥，齒輪等；二，對産品的表面修複，如轉子，模具等。有關資(zī)料表明，修複後的部件強度可達到原強度的90%以上，其修複費(fèi)用不到重置價格的1/5，更重要的是縮短了維修時間，解決了大(dà)型企業重大(dà)成套設備連續可靠運行所必須解決的轉動部件快速搶修難題。另外(wài)，對關鍵部件表面通過激光熔覆超耐磨抗蝕合金，可以在零部件表面不變形的情況下(xià)大(dà)大(dà)提高零部件的使用壽命；對模具表面進行激光熔覆處理，不僅提高模具強度，還可以降低2/3的制造成本，縮短4/5的制造周期。三，激光增材制造。通過同步送粉或送絲的方式，進行逐層的激光熔覆，進而獲得具有三維結構的零部件。該技術又(yòu)可稱爲激光熔化沉積、激光金屬沉積、激光直接熔化沉積等 [1] 。
熔覆材料：應用廣泛的激光熔覆材料主要有：鎳基、钴基、鐵基、钛合金、銅合金、顆粒型金屬基複合材料，陶瓷材料等[2] 。
熔覆工(gōng)藝：激光熔覆按熔覆材料的供給方式大(dà)概可分(fēn)爲兩大(dà)類，即預置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
預置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然後采用激光束輻照掃描熔化，熔覆材料以粉或絲形式加入，其中(zhōng)以粉末的形式最爲常用。
同步式激光熔覆則是将粉末或絲材類熔覆材料經過噴嘴在熔覆過程中(zhōng)同步送入熔池中(zhōng)。熔覆材料以粉或絲形式加入，其中(zhōng)以粉末的形式最爲常用。
預置式激光熔覆的主要工(gōng)藝流程爲：基材熔覆表面預處理---預置熔覆材料---預熱---激光熔覆---後熱處理。
同步式激光熔覆的主要工(gōng)藝流程爲：基材熔覆表面預處理---預熱---同步激光熔覆---後熱處理。
按工(gōng)藝流程，與激光熔覆相關的工(gōng)藝主要是基材表面預處理方法、熔覆材料的供料方法、預熱和後熱處理。
激光器工(gōng)作原理：
激光熔覆成套設備組成：激光器、冷卻機組、送粉機構、加工(gōng)工(gōng)作台等。
激光器的選用：主流的激光器類型均支持激光熔覆工(gōng)藝，例如CO2激光器，固體(tǐ)激光器，光纖激光器，半導體(tǐ)激光器等。
激光熔覆的工(gōng)藝參數主要有激光功率、光斑直徑、熔覆速度、離(lí)焦量、送粉速度、掃描速度、預熱溫度等。這些參數對熔覆層的稀釋率、裂紋、表面粗糙度以及熔覆零件的緻密性等有很大(dà)影響。各參數之間也相互影響，是一(yī)個非常複雜(zá)的過程，須采用合理的控制方法将這些參數控制在激光熔覆工(gōng)藝允許的範圍内。 [3]
激光熔覆有3個重要的工(gōng)
激光功率
激光功率越大(dà)，融化的熔覆金屬量越多，産生(shēng)氣孔的概率越大(dà)。随着激光功率增加，熔覆層深度增加，周圍的液體(tǐ)金屬劇烈波動，動态凝固結晶，使氣孔數量逐漸減少甚至得以消除，裂紋也逐漸減少。當熔覆層深度達到極限深度後，随着功率提高，基體(tǐ)表面溫度升高，變形和開(kāi)裂現象加劇，激光功率過小(xiǎo)，僅表面塗層融化，基體(tǐ)未熔，此時熔覆層表面出現局部起球、空洞等，達不到表面熔覆目的。 [3]
光斑直徑
激光束一(yī)般爲圓形。熔覆層寬度主要取決于激光束的光斑直徑，光斑直徑增加，熔覆層變寬。光斑尺寸不同會引起熔覆層表面能量分(fēn)布變化，所獲得的熔覆層形貌和組織性能有較大(dà)差别。一(yī)般來說，在小(xiǎo)尺寸光斑下(xià)，熔覆層質量較好，随着光斑尺寸增大(dà)，熔覆層質量下(xià)降。但光斑直徑過小(xiǎo)，不利于獲得大(dà)面積的熔覆層。 [3]
熔覆速度
熔覆速度V與激光功率P有相似的影響。熔覆速度過高，合金粉末不能完全融化，未起到優質熔覆的效果；熔覆速度太低，熔池存在時間過長，粉末過燒，合金元素損失，同時基體(tǐ)的熱輸入量大(dà)，會增加變形量。
激光熔覆參數不是獨立的影響熔覆層宏觀和微觀質量，而是相互影響的。爲了說明激光功率P、光斑直徑D和熔覆速度V三者的綜合作用，提出了比能量Es的概念，即：
Es=P/(DV)
即單位面積的輻照能量，可将激光功率密度和熔覆速度等因素綜合在一(yī)起考慮。
比能量減小(xiǎo)有利于降低稀釋率，同時與熔覆層厚度也有一(yī)定的關系。在激光功率一(yī)定的條件下(xià)，熔覆層稀釋率随光斑直徑增大(dà)而減小(xiǎo)，當熔覆速度和光斑直徑一(yī)定時，熔覆層稀釋率随激光束功率增大(dà)而增大(dà)。另外(wài)，随着熔覆速度的增加，基體(tǐ)的融化深度下(xià)降，基體(tǐ)材料對熔覆層的稀釋率下(xià)降。
在多道激光熔覆中(zhōng)，搭接率是影響熔覆層表面粗糙度的主要因素，搭接率提高，熔覆層表面粗糙度降低，但搭接部分(fēn)的均勻性很難得到保證。熔覆道之間相互搭接區域的深度與熔覆道正中(zhōng)的深度有所不同，從而影響了整個熔覆層的均勻性。而且多道搭接熔覆的殘餘拉應力會疊加，使局部總應力值增大(dà)，增大(dà)了熔覆層裂紋的敏感性。預熱和回火(huǒ)能降低熔覆層的裂紋傾向。 [3]
