激光熔覆可以作為金屬絲(激光熱絲熔覆)或粉末熔覆來實現。激光束在工件表面形成熔池,同時將激光熔化的激光涂層材料(線材或粉末)添加到該熔池中。曝光時間很短,由于冷卻很快,因此只會產生很短的延遲。結果是與基礎材料冶金連接的層。它比那些通過熱噴涂形成的涂層更堅韌,并且與例如硬鉻電鍍相比,它也對健康無害。作為激光熔覆設備的一部分,二極管激光器的頂帽光束輪廓形成了一個特別均勻的熔池,為工件提供了細粒度、無孔和無裂紋的涂層。后處理因此減少到低限度。當集成到由 Fraunhofer ILT 開發的超高速激光熔覆系統中時,我們的二極管激光器也適用于制造非常薄的熔覆涂層,迄今為止只能通過鍍硬鉻來實現。

什么是激光熔覆技術?通過粉末注射技術進行激光熔覆已廣泛用于工業應用,例如快速制造、零件修復、表面涂層和創新合金開發[2,14-18]?;旌蟽煞N或多種粉末并控制每種粉末流的進料速率的能力使激光熔覆成為制造異質組件或功能梯度材料的靈活工藝. 由于激光熔覆熔池中的局部融合小和混合運動強,該技術還允許在微結構水平上設計材料梯度。因此,可以針對特定應用中的靈活功能性能定制材料。與激光熔覆工藝相關的固有快速加熱和冷卻速率能夠在生產的亞穩態或非平衡階段擴展固體溶解度,從而提供創造具有先進性能的新材料的可能性。激光熔覆已用于處理Φ150mm × 160mm 等各類螺桿、塑料、橡膠注射機的機筒。一個螺釘,在激光熔覆后,它是光滑的,沒有變形。色素沉著檢測后未發現裂縫或孔隙。安裝后,同等條件下激光熔覆螺釘的使用壽命比氮化高合金螺釘高50-60%。在運行過程中沒有包層的斷裂。同樣的技術也可用于修復其他行業中易受腐蝕和侵蝕的零件。

激光熔覆使用與弧焊方法相同的概念,不同之處在于使用激光熔化基材表面和添加材料,其形式可以是線材、粉末或帶材。激光熔覆通常使用 CO 2、Nd:YAG 以及的光纖激光器進行。激光熔覆通常產生具有低稀釋度、低孔隙率和良好表面均勻性的熔覆。激光熔覆能夠生產各種具有所需性能的表面合金和復合材料。激光束熔覆在表面工程中的應用可實現在更軟和更堅韌的基體中包含均勻分布的硬質顆粒的良好表面熔覆(無孔隙和裂紋)。在該過程中,通過包括粉末吹送,送絲,預放置的粉末涂層等的多個途徑將材料送入激光束下方的基板表面。通過適當的選擇和控制,可以實現來自的所需性質激光束功率密度、激光束行進速度、工件表面激光束直徑等加工參數。與等離子噴涂相比的主要優勢和弧焊包括減少稀釋、減少熱變形(因為與其他替代方案相比,基板吸收的能量非常少)、沉積孔隙率以及其產生組件近凈形狀的能力。