眾所周知，熔覆可以改善金屬零件的抗磨損和抗腐蝕性。雖然傳統的電弧焊和基于激光的方法是經濟上可行的工藝，并能帶來不錯的性能，但在熔覆過程中仍然有可能形成碳化物晶粒，從而會影響熔覆層的機械強度和壽命。本文介紹了一種新的自動化的激光工藝，能避免碳化物晶粒的形成，并探討了新一代光纖激光器如何讓該工藝不受背反射的影響。

傳統激光熔覆的特點

本雜志在過去介紹過幾次激光熔覆的方法與優勢。簡單地說，熔覆材料以粉末或絲狀的形式被引入到零部件的表面，隨后用激光器來選擇性地將這種材料和基材溶化到非常小的深度，以融合這兩種材料。

相比電弧焊和熱噴涂方法，激光熔覆具有幾個優勢。具體來說，對熱量進行精準而有限的應用，可以將零部件的熱變形控制在最小比例甚至不會產生熱變形，從而免去了后續處理中再加工的需要。同時，激光熔覆也會讓沉積材料和基體材料產生很少的混合（稀釋），在熔覆層和基材之間產生真正牢固的冶金結合。

然而，幾位研究人員注意到，有時候在激光熔覆過程中發生的材料快速冷卻，會產生結合缺陷，并在熔覆層中產生一些孔隙，從而導致晶?；蚱渌愘|顯微結構的形成。這些結構的特殊性質高度依賴于精確的激光工藝參數與采用的熔覆材料，他們還觀察到裂縫、孔隙和各種柱狀和帶狀晶粒結構的存在。每一個這樣的結構都會影響熔覆層的壽命和有效性。例如，熔覆層裂紋會為腐蝕提供溫床，甚至可能會貫通熔覆層直至基體。晶?；蚱渌⒂^結構會影響熔覆層的機械性能，并且已經被證明在某些情況下會降低熔覆層的抗拉強度。

優化熔覆工藝

對各種工藝參數的影響進行了研究，如激光功率、激光光束掃描速度、送料速度和熔覆材料的精確配方。通過適當地控制這些因素，可以將不良的熔覆微觀結構的形成降至最低甚至避免這些瑕疵。具體地說，可以通過以下方法來創建高性能的熔覆系統，包括精確地模擬熔覆過程、優化熔覆材料，并在之后仔細控制熔覆工藝流程以重現計算結果。