激光熔覆技術工藝設備原理

預置式激光熔覆是將熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束輻照掃描熔化，熔覆材料以粉、絲、板的形式加入，其中以粉末的形式Z為常用。

同步式激光熔覆則是將熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同時完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用線材或板材進行同步送料。

預置式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表面預處理---預置熔覆材料---預熱---激光熔化---后熱處理。

同步式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表面預處理---送料激光熔化---后熱處理。

按工藝流程，與激光熔覆相關的工藝主要是基材表面預處理方法、熔覆材料的供料方法、預熱和后熱處理。

激光器工作原理：

激光熔覆技術成套設備組成：激光器、冷卻機組、送粉機構、加工工作臺等。

激光器的選用：應用廣泛的有CO2激光器，固體激光器。

CO2激光器是應用Z廣、種類Z多的一種激光器，在汽車工業、鋼鐵工業、造船工業、航空及宇航業、電機工業、機械工業、冶金工業、金屬加工等領域廣泛應用。約占全球工業激光器銷售額40%，北美更高達70%。

1.功率高。CO2激光器是目前輸出功率達到Z高級區的激光器之一，其Z大連續輸出功率可達幾十萬瓦

2.效率高。光電轉換率可達30%以上，比其它加工用激光器的效率高得多。

3.光束質量高。模式好，相干性好，線寬窄，工作穩定。

傳統的固體激光器通常采用高功率氣體放電燈泵浦，其泵浦效率約為3%到6%。泵浦燈發射出的大量能量轉化為熱能，不僅造成固體激光器需采用笨重的冷卻系統，而且大量熱能會造成工作物質不可消除的熱透鏡效應，使光束質量變差。加之泵浦燈的壽命約為400小時，操作人員需花很多時間頻繁地換燈，中斷系統工作，使自動化生產線的效率大大降低。與傳統燈泵浦激光器比較，固體激光器(光纖激光器、碟片激光器、二極管激光器）具有以下優點：

(1) 轉換效率高：由于半導體激光的發射波長與固體激光工作物質的吸收峰相吻合， 加之泵浦光模式可以很好地與激光振蕩模式相匹配，從而光光轉換效率很高，已達50%以上，整機效率也可以與二氧化碳激光器相當，比燈泵固體激光器高出一個量級，因而二極管泵浦激光器體積小、重量輕，結構緊湊。

(2) 性能可靠、壽命長：激光二極管的壽命大大長于閃光燈，達 15000小時，泵浦光的能量穩定性好，比閃光燈泵浦優一個數量級，性能可靠，為全固化器件，是至今為止唯一無需維護的激光器，尤其適用于大規模生產線。

(3) 輸出光束質量好：由于二極管泵浦激光的高轉換效率，減少了激光工作物質的熱透鏡效應， 大 大改善了激光器的輸出光束質量，激光光束質量已接近極限。

（4）速度快、深度大、無變形、熔覆層無夾渣、熔池細膩無氣孔。

（5）可以在室溫或者特殊的條件下進行工作，比如激光經過磁場之后光束不會發生偏轉嗎，在真空情況下都能夠進行使用，通過玻璃和透明的材料進行熔覆。

（6）可進行薄壁激光熔覆，基體無變形。

但如果熔覆的材料，包括粉末和母材，為高反射材料，則光纖激光器、二極管激光器由于其自身設計的特點，就顯得不太適合了，而碟片激光器則比較適合焊接（包括熔覆）、切割反射率比較高的材料。