技術(shù)簡介

激光熔覆是一種優(yōu)秀的表面改性技術(shù)。它通過在金屬基材表面添加熔覆材料（復(fù)合金屬粉末），利用高能量密度、高均勻性激光束的瞬間加熱，使熔覆材料與金屬基材表面一起熔化，形成液態(tài)金屬熔池，并通過熔池自然冷卻凝固，從而在基材表面形成冶金結(jié)合的新材料熔覆層。這種新材料熔覆層能夠顯著改善基體材料表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化以及電氣特性，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的，滿足材料表面特定性能要求，同時(shí)可節(jié)約大量材料成本。

相對于傳統(tǒng)的堆焊、熱噴涂、電鍍和氣相沉積等表面改性工藝，激光熔覆具有極低的稀釋率、致密的組織結(jié)構(gòu)、優(yōu)秀的冶金結(jié)合強(qiáng)度、熔覆層粉末可根據(jù)需求調(diào)配等眾多優(yōu)良特性，應(yīng)用前景十分廣闊。

激光熔覆 VS 電鍍

相較于電鍍，激光熔覆具有以下優(yōu)勢：

1、性能更優(yōu)。耐磨、耐腐蝕性可修復(fù)性激光均優(yōu)于電鍍。

2、壽命更長。激光較電鍍壽命長6倍以上。

3、價(jià)格接近。激光熔覆目前修復(fù)一平米價(jià)位在2000-2500元并有逐漸降低的趨勢，電鍍?yōu)?500-2000元。

產(chǎn)品介紹

炬光科技DLight系列高功率半導(dǎo)體表面處理系統(tǒng)專門針對金屬表面處理應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)過可靠測試的系統(tǒng)由小型化的高功率激光光源，具備完整控制和保護(hù)功能的電源控制系統(tǒng)以及雙通路水冷系統(tǒng)構(gòu)成。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1、更適合激光熔覆的激光能量密度：120-150W/mm2連續(xù)可調(diào)

2、更高效的均勻激光光斑：2*14mm/2*20mm

3、均勻的激光能量分布：光斑長度方向均勻性可達(dá)90%

4、良好的熔覆粉末利用率：≥90%

5、一流的器件封裝技術(shù)，確保光源壽命

6、人性化的人機(jī)交互方式和完善的系統(tǒng)運(yùn)行保護(hù)功能

7、 極佳的電光轉(zhuǎn)化效率和極低的設(shè)備運(yùn)營成本

應(yīng)用場景

目前，半導(dǎo)體激光熔覆已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、煤炭等重工業(yè)行業(yè)中大型機(jī)械設(shè)備零部件的制造和再制造領(lǐng)域，同時(shí)也應(yīng)用于船舶、能源、輕工業(yè)等設(shè)備和部件的修復(fù)及強(qiáng)化領(lǐng)域，成為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一種重要加工手段。

技術(shù)難點(diǎn)

隨著激光熔覆的廣泛應(yīng)用，如何提升激光熔覆工藝效果和生產(chǎn)效率就成了關(guān)鍵。激光熔覆的工藝參數(shù)主要有激光功率、光斑尺寸、能量密度、粉末粒徑、送粉量、熔覆線速度、熔覆步進(jìn)和搭接等，這些參數(shù)對熔覆層的稀釋率、裂紋、空隙、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性等有很大影響。

激光功率：激光熔覆使用的激光功率，可以等效視作單位時(shí)間的熱輸入量，雖然隨著激光功率的提升，加工效率也將提升，但單位時(shí)間過多的熱輸入也會帶來熔覆層的開裂和基體材料的熱形變，由于過多的熱輸入會帶來不良的加工效果，所以目前大家普遍認(rèn)為激光熔覆的熱輸出上限為10000瓦。

光斑尺寸和能量密度：這兩個(gè)因素相互影響并互相制約，在激光總功率不變的情況下，熔覆能量密度會影響熔覆效果，過高的能量密度會帶來更大的熔池和熔深，也就帶來了更高的稀釋率，因此會影響熔覆層的材料特性，如過燒和開裂等；過低的能量密度帶來較淺的熔深，從而帶來熔覆層表面起球、空洞等不良效果。因此，只有選擇合適的光斑尺寸和能量密度，才能保證熔覆工藝的最終效果。

熔覆線速度、熔覆步進(jìn)和搭接：熔覆線速度和熔覆功率密度相匹配，從而形成穩(wěn)定的熱輸入，穩(wěn)定熔覆工藝；熔覆步進(jìn)和搭接直接影響熔覆層的平整度（粗糙度）和單位時(shí)間的加工面積，對熔覆加工效率而言至關(guān)重要。

典型應(yīng)用——激光熔覆煤礦液壓支架

液壓支架是煤礦井下安全作業(yè)的必要裝備，操作方便、安全系數(shù)高，在機(jī)械化采掘系統(tǒng)中占的比例較大。液壓支架立柱是將液壓支架頂梁和底座連接起來的部件，承受頂板的載荷式支架的主要承載部件。在使用過程中立柱外圓表面容易被腐蝕、磨損，直至液壓支架失效。受損立柱如被直接報(bào)廢，既不環(huán)保，又不經(jīng)濟(jì)，對立柱外圓表面重新修復(fù)則是更好的選擇。

目前立柱修復(fù)的主要工藝有電鍍和激光熔覆，電鍍工藝修復(fù)后的立柱使用壽命短、可修復(fù)次數(shù)少和環(huán)境污染嚴(yán)重問題，液壓支架的表面硬化層易脫落，進(jìn)而產(chǎn)生大面積腐蝕和漏液，這種失效模式會造成極其嚴(yán)重的安全隱患。激光熔覆液壓支架的表面強(qiáng)化與再制造可以有效的提高支架的壽命，采用激光作為熱源將合金粉末迅速熔化，在基體表面形成具有優(yōu)良性能的涂層，從而達(dá)到對工件表面進(jìn)行強(qiáng)化的目的。激光熔覆涂層與基體之間為冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高；可以根據(jù)使用工況靈活選擇熔覆層的粉末成分。另外熔覆層有一定厚度，可以對受損表面進(jìn)行修復(fù)，使待修復(fù)工件達(dá)到新件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。修舊如新、修舊勝新，使得激光熔覆技術(shù)成為煤礦安全生產(chǎn)的重要措施之一。

關(guān)于炬光科技：

西安炬光科技股份有限公司成立于2007年，是一家全球領(lǐng)先的專業(yè)從事高功率半導(dǎo)體激光器、激光微光學(xué)元器件、光子技術(shù)應(yīng)用解決方案的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司圍繞光子技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，致力于為全球客戶提供高功率半導(dǎo)體激光器與激光微光學(xué)核心元器件及光子技術(shù)應(yīng)用解決方案，形成了全面、完善的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售服務(wù)體系。