激光熔覆技术（Laser Cladding）亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新型表面改性技术。它通过高能激光束加热基材表面，使熔覆材料与基体形成冶金结合的新型表面处理技术。

技术原理

激光熔覆是通过激光束在基材表面形成熔池，使熔覆材料与基体达到原子级结合，整个过程在惰性气体保护下完成。熔池动态凝固形成致密组织结构，冶金结合界面剪切强度达300MPa以上。

主要特点

  • 低稀释率：稀释率低于8%（通常为5%-8%），能有效保持熔覆层的材料特性
  • 冶金结合：涂层与基体形成牢固的冶金结合或界面扩散结合
  • 热影响区小：热影响区控制在0.1-1.2mm范围内
  • 冷却速度快：高达10^6 K/s的冷却速度，容易获得细晶组织
  • 工件变形少：热输入小，工件变形控制在零件装配公差内
  • 材料利用率高：可实现100%的材料利用率

工艺类型

激光熔覆按熔覆材料供给方式可分为：

  • 预置式激光熔覆：将熔覆材料事先置于基材表面
  • 同步式激光熔覆：在熔覆过程中同步送入熔覆材料

近年来，激光熔覆技术已从"熔粉主导"发展到"熔粉+熔丝"双轨并行的新阶段，特别是丝材熔覆技术的突破，使有色金属加工和成本控制得到显著改善。

应用领域

  • 机械修复：模具再制造、活套辊修复等，修复后部件强度可达原强度的90%以上，修复成本仅为重置价格的1/5
  • 航空航天：零件修复率提升至95%以上
  • 矿山机械：设备使用寿命延长3-5倍
  • 冶金行业：活套辊修复可延长使用寿命30%-99%，修复成本仅为换新的1/3-1/2
  • 增材制造：通过同步送粉或送丝实现三维结构零部件的制造

激光熔覆技术通过"修复+强化"双重效果，既恢复了工件尺寸精度，又提升了表面性能，解决了传统修复中结合力弱、易脱落的痛点，是表面工程领域的关键技术。