激光熔覆是一種表面改性技術，又稱激光熔敷或激光包覆。激光熔覆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起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結合的添料熔覆層。

具體來說激光熔覆技術是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金結合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節約了大量的貴重元素。

激光熔覆技術是一種經濟效益很高的新技術，它可以在廉價金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質，降低成本，節約貴重稀有金屬材料。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，而且可控性好，可實現三維自動加工，加工質量高。因此，激光熔覆技術應用前景十分廣闊，而且世界上各工業先進國家對激光熔覆技術的研究及應用都非常重視。

激光熔覆技術原理和流程

1、激光熔覆工藝

按熔覆材料的供給方式激光熔覆工藝大概可分為兩大類，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，其中以粉末的形式最為常用。

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。

2、激光熔覆設備--激光器

應用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固體激光器（主要包括碟片激光器，光纖激光器和二極管激光器，老式燈泵浦激光器由于光電轉化效率低，維護繁瑣等問題已逐漸淡出市場）。對于連續CO2激光熔覆，國內外學者已做了大量研究.高功率固體激光器的研制發展迅速，主要用于有色合金表面改性。據文獻報道，采用CO2激光進行鋁合金激光熔覆，鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形，甚至塌陷。固體激光器，特別是碟片激光器輸出波長為1.06μm，較CO2激光波長小1個數量級，因而更適合此類金屬的激光熔覆。

激光器工作原理：

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。

激光熔覆應用

1、激光熔覆應用領域

進入20世紀80年代以來，激光熔覆技術得到了迅速的發展，已成為國內外激光表面改性研究的熱點。激光熔敷技術具有很大的技術經濟效益，廣泛應用于機械制造與維修、汽車制造、紡織機械、航海與航天和石油化工等領域。

激光熔覆的應用主要在兩個方面，即耐腐蝕（包括耐高溫腐蝕）和耐磨損，應用的范圍很廣泛，例如內燃機的閥門和閥座的密封面，水、氣或蒸汽分離器的激光熔覆等。

激光熔覆鐵基合金粉末適用于要求局部耐磨而且容易變形的零件。鎳基合金粉末適用于要求局部耐磨、耐熱腐蝕及抗熱疲勞的構件。鈷基合金粉末適用于要求耐磨、耐蝕及抗熱疲勞的零件。陶瓷涂層在高溫下有較高的強度，熱穩定性好，化學穩定性高，適用于要求耐磨、耐蝕、耐高溫和抗氧化性的零件。

2、激光熔覆發展前景

激光熔覆技術已經取得一定的成果，正處于逐步走向工業化應用的起步階段。今后的發展前景主要有以下幾個方面：

（1）熔覆材料的設計與開發。

（2）激光熔覆的基礎理論研究。

（3）理論模型的建立。

（4）激光熔覆設備的改進與研制。

（5）激光熔覆的快速成型技術。

（6）熔覆過程控制的自動化。

3、激光熔覆技術存在的問題

激光熔覆層質量的優劣評價，主要從兩個方面來考慮。一是宏觀上，考察熔覆道形狀、表面不平度、裂紋、氣孔及稀釋率等；二是微觀上，考察是否形成良好的組織，能否提供所要求的性能。此外，還應測定表面熔覆層化學元素的種類和分布，注意分析過渡層的情況是否為冶金結合，必要時要進行質量壽命檢測。

研究工作的重點是熔覆設備的研制與開發、熔池動力學、合金成分的設計、裂紋的形成、擴展和控制方法、以及熔覆層與基體之間的結合力等。

激光熔敷技術進一步應用面臨的主要問題是：

①光熔敷過程的檢測和實施自動化控制。

②激光熔覆技術在國內尚未完全實現產業化的主要原因是熔覆層質量的不穩定性。激光熔覆過程中，加熱和冷卻的速度極快，最高速度可達1012℃/s.由于熔覆層和基體材料的溫度梯度和熱膨脹系數的差異，可能在熔覆層中產生多種缺陷，主要包括氣孔、裂紋、變形和表面不平度.

③激光熔覆層的開裂敏感性，仍然是困擾國內外研究者的一個難題，也是工程應用及產業化的障礙，雖然已經對裂紋的形成擴進行了研究，但控制方法方面還不成熟。