【Rayclass | 锐课堂】第2期：超高速激光熔覆——绿色再制造工艺的革新

提问

如果你听过“激光熔覆技术”，

那你是否知道：

“超高速激光熔覆技术”？

被称为“对传统金属表面处理工艺技术的颠覆”，

超高速激光熔覆究竟有多高速？

实际使用起来效果又怎样？

本期【Rayclass | 锐课堂】

在介绍这种新型技术的同时

用实际应用视频和效果图

带领大家一起来了解这种

光纤激光器领域的前沿应用

传统方式

电镀

电镀可以在零部件表面制备一层保护膜，起到防护、装饰的作用，是一种性价比较高的工艺方法，得到非常广泛应用。但电镀过程中废水、含氰废气以及重金属元素污染等问题，在全世界范围内环保意识不断增强的形势下，亟需一种替代电镀的绿色、环保和高效的新技术。

热喷涂

传统的热喷涂技术是替代电镀的备选技术之一，但其涂层与基体结合一般为机械结合，结合力低，限制了它在一些领域的应用。

传统激光熔覆

而传统激光熔覆技术，涂层与基体之间形成冶金结合，结合强度高，也可以部分替代电镀，但它熔覆效率低，扫描速度较慢，一般为0.2~0.8 m/min，而且熔覆层厚度较厚，一般为1~3mm，因而加工成本较高，这就大大限制了该技术应用领域。

超高速激光熔覆

超高速激光熔覆技术应运而生，其熔覆速度可以高达50~250m/min，是传统激光熔覆的几十甚至上百倍；而且熔覆层厚度可以控制到0.02~1.0mm。

优点

超高速激光熔覆技术结合了热喷涂沉积速率高、涂层厚度范围广和传统激光熔覆涂层结合强度高的优点。

该技术由于极高的熔覆效率和粉末利用率，使得其加工成本大幅度降低；而且该技术在加工过程中，表面不需喷砂处理，只使用氮气或氩气等惰性气体而不使用氢气或丙烷等燃气，也不会产生废气、废水等，是一种绿色、环保和高效的替代电镀新工艺。因此该技术一经出现，就引起了广泛关注。

原理

超高速激光熔覆利用高能密度的激光束使添加材料与基体材料表面同时熔化，并快速凝固后形成稀释率极低、与基体呈冶金结合的熔覆层，极大提高熔覆速率，显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性。

原理图

应用

在锐科激光（股票代码：300747）的支持下，西安交通大学材料学院焊接与涂层研究所对超高速激光熔覆技术进行了深入的研发，通过对工艺的调节，使用4kW光纤激光器目前已经可以达到回转体2㎡/h的加工效率，在平面件和复杂曲面上，目前可以达到1㎡/h的加工效率。

锐科激光4kW多模组连续光纤激光器

超高速激光熔覆加工过程中

超高速激光熔覆重熔过程中

实际应用现场如何，不妨点击以下视频看看吧

超高速激光熔覆

重熔

PS：重熔是为了提高表面光洁度，减小后加工难度，如果不需要后加工，对表面光洁度没有要求的，可以不用重熔。

究竟经过超高速激光熔覆技术加工后的效果怎么样？我们用实拍图片来检验一下：

回转体加工效果

宏观金相

煤机零部件的加工效果

平面类工件的加工效果

从上图中展示的样品效果来看，超高速激光熔覆工艺可以通过锐科4kW连续光纤激光器实现致密无缺陷的熔覆层，熔覆层表面质量致密，无开口性缺陷，表面光滑平整。不仅能够在回转体上进行加工，也能在平面和复杂曲面上进行加工。

后期通过对光纤激光器在超高速激光熔覆工艺应用的技术细化，可以广泛应用于煤炭、冶金、海洋平台、造纸、民用家电、汽车、船舶、石油、航空航天行业，成为可替代传统电镀技术的一种绿色再制造工艺。

对本期【Rayclass | 锐课堂】介绍的

超高速激光熔覆技术

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