一、工藝參數對激光熔覆的影響

在激光熔覆實驗里升溫和冷卻都非常迅速，時間短暫。有很多因素對此技術造成很大的影響，如激光功率 P，光點大小( 光束直徑 D) ，激光的掃描速度 V，預置厚度、送粉量等。在熔覆實驗里，激光熔覆的質量也往往是通過改變以下三種工藝參數來改善其質量。

( 1) 激光功率 P。激光功率的大小決定著激光束功率密度，隨著激光功率的增大，激光束的功率密度會增大，熔覆層的深度會有所增大，熔池溫度也會有所升高，這會造成部分粉末產生“氣化”現象。此外，功率過大還會使基材受熱升溫，使其造成開裂等不良后果，影響質量，所以，激光的功率不能過大，當然，也不宜過小。使用太小功率的激光會對材料有可能會造成熔化不徹底，導致出現空洞等不良結果，使其質量下降。所以，選擇合適的功率非常重要。

( 2) 激光光束直徑 D。激光束一般是圓形，光斑尺寸的不同，激光束的能量不同，會引起熔覆層表面能量分布不同。當光斑直徑較小時，熔覆層的質量較好，但隨著光斑尺寸的增大，熔覆層質量在下降，因此要正確選擇激光直徑 D。

( 3) 掃描速度 V。它對熔覆工藝的作用體現在涂層的外觀形貌，硬度，耐磨等方面。熔覆速度 V 過大，會使激光與粉末接觸的時間過短，容易使粉末飛離熔池，熔池的溫度低導致合金熔化不徹底，會使產品質量下降。熔覆速度過小，便會延長在熔池的過程，熔池溫度過高，粉末容易過度熔化，使合金元素受到損失，此外，基材溫度升高，會產生更多的變形現象，所以要合適選擇掃描速度 V。

這些參數對熔覆層品質并不是各自不相關，而是它們之間綜合作用，因此比能量( Es ) 的概念被提出，即:

Es= P/Dv       ( 1)

稀釋率也是對熔覆層造成很大影響，一般以合金在熔覆層所占比例來表示，通?？捎贸煞址ɑ蛘呙娣e法來表達。

①成分法。根據熔覆層化學成分的變化來計算稀釋率( λ ) 。稀釋率可以定量描述由于熔化的基材混入后而引起熔覆層成分的變化。

λ =ρp( Xp+b-Xp )/{ρb( Xb-Xp+b ) + ρp( Xp+b-Xp )}    ( 2)

式中 ρp —熔覆材料熔化時的密度;ρb —基材材料的密度;Xp —熔覆材料中元素 X 的質量分數;

Xp+b —熔覆層搭接元素 X 的質量分數; Xb —基體材料中元素 X 的質量百分數。

②面積法。是指根據熔覆層橫截面的面積大小對稀釋率進行計算的方法。

λ = A2 /( A1+ A2 ) × 100%    ( 3)

式中 A1 是熔覆層的橫截面積，mm2，A2 是基材的橫截面積，mm2。

稀釋率可以利用調節熔覆層橫截面內基材的熔化面積 A來調整，而基體的熔化面積由激光比能量 Es 來決定的，比能量值直接影響著稀釋率的多少。當稀釋率過大，基材熔化越多混入熔覆層中，影響著熔覆層的機能; 當稀釋率不足，熔覆層與基材做不到生產高質量的冶金結合，容易出現熔覆層脫落現象，通常來講激光熔覆的稀釋率大約應為 10%，所以要制造優良的熔覆層必須對稀釋率進行合理控制，過大過小均會影響激光熔覆的質量。

二、結論

激光熔覆是一種新型的表面改進技術，激光在原材料在表層上形成冶金結合的涂層，這樣可顯著提高材料性能的方法，激光熔覆的工藝參數對其質量的影響很大，可以顯著地改變其質量，因此在激光熔覆之前合理選擇工藝參數對整個實驗起著重要的作用。