激光熔覆在阀门中的应用讲解
浅谈激光表面熔覆技术
激光表面熔覆技术用于制备高强度、耐磨、耐腐蚀的金属材料。 通过激光熔覆技术制备出具有优异性能的非金属材料如陶瓷、玻璃等。 激光表面熔覆技术应用于制备复合材料实现多种材料的结合提高材料的综合性能。 激光表面熔覆技术制备的材料在航空航天、汽车、能源等领域得到广泛应用。
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汇报人：
CONTENTS
PRT ONE
PRT TWO
激光表面熔覆技 术是一种利用高 能激光束将合金 粉末熔覆在基材 表面形成具有优 异性能的涂层的 工艺方法。
激光表面熔覆技术 通过快速熔化和凝 固过程使合金粉末 与基材表面形成冶 金结合具有较高的 结合强度和耐腐蚀 性。
激光表面熔覆技术 可以应用于各种金 属材料和复合材料 的表面改性提高材 料的耐磨性、耐腐 蚀性和高温性能等 方面的性能。
汇报人：
在汽车制造领域激光表面熔覆技术可以用于发动机缸体、曲轴等关键部件的表面强化提高其 耐磨性和耐久性。
激光表面熔覆技术在金属表面修复方面的应用能够快速、高效地修复损坏的零件提高其使用 寿命。
通过激光表面熔覆技术可以在零件表面添加耐磨、耐腐蚀等性能提高其表面质量延长使用寿 命。
在汽车制造领域激光表面熔覆技术可用于发动机缸体、曲轴等关键零件的表面强化提高其耐 磨性和耐久性。
促进工业创新：激光表面熔覆技术的出现为工业制造提供了新的解决方案有助于推动工业创 新。
提升产品质量：激光表面熔覆技术能够实现高精度、高质量的表面熔覆高能源利用效率促进能源转 型
推动相关产业的发展创造更多 就业机会
提升社会经济效益促进社会可 持续发展
送粉速度：控制熔覆层的填充 程度和高度
激光熔覆在阀门中的应用讲解
表1 技术特性对比
工艺类型 工作气体 粉末喷熔 氧气和燃料气体 等离子喷熔 Ar、N2、H2 激光熔覆 空气
热源
送料方式 基体受热情况 结合强度和方式 稀释率 气孔率
燃烧火焰
粉末 约1050℃ 扩散结合 0 0
等离子弧
粉末 基体小于250℃， 不参与涂层反应 >14.7MPa 0 3~15
激光
粉末 熔化 冶金结合 < 10% 0
研究内容
1、工装设计（球阀、蝶阀、闸阀 ……） 2、粉末研制（根据不同工况、不同硬度要求） 3、工艺摸索（激光功率、扫描速度、搭接率……） 4、熔覆层质量控制（气孔、裂纹、稀释率……）
激光熔覆球阀、阀座
图3 激光熔覆球阀
图4 激光熔覆阀座
小 结
1、阀门的应用背景表明，该行业非常适合激光熔覆技术 2、激光熔覆可获得高性能的耐磨、耐蚀涂层，且熔覆层均 匀致密、缺陷少，自动化程度高。 3、阀门激光熔覆时，需要进行工装设计、粉末配制、工艺 优化、质量控制等
3、现有工艺：超音速喷涂、等离子堆焊、氧乙炔喷焊等。
4、现有工艺缺点： 超音速喷涂：结合强度较高，但生产成本高，噪音非常大； 等离子堆焊：涂层疏松、缺陷多、基体热影响区大； 氧乙炔喷焊：虽然价格较低，但是喷涂层与基体结合强度较 低，不能承受交变载荷和冲击载荷。
阀门加工方法
图1 火焰喷涂
图2 超音速喷涂
作业思考题
1、激光熔覆与现有工艺相比有哪们是如何关联的？
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光熔覆在阀门中的应用
教学目标 通过本次课程的学习，了解阀门现有加工工艺以及激 光熔覆在阀门中的应用前景。
背景
1、应用领域：涵盖电力、石油、化工、冶金、食品、给排水等 2、性能要求：耐磨、耐腐蚀（Ni基、Co基） 阀门密封面长期处于复杂介质之中，在启闭过程中频繁经受 摩擦、挤压等作用。
阀门激光熔覆技术
阀门激光熔覆技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊阀门激光熔覆技术。
这玩意儿啊，就像是给阀门穿上了一层超级坚固的铠甲！你想想看，阀门那可是在各种管道系统里起着至关重要作用的部件啊。
它们就像管道世界里的守门员，控制着流体的进出。
但是呢，长时间使用后，阀门会出现磨损、腐蚀等问题，这可咋办呢？这时候，阀门激光熔覆技术就闪亮登场啦！它就好比是一个神奇的魔法，能把那些受损的阀门变得焕然一新。
通过激光的能量，将特殊的材料熔覆在阀门表面，形成一层耐磨、耐腐蚀的保护层。
这可不是一般的保护层哦，那是相当厉害的！你说这技术神奇不神奇？就好像一个破旧的玩具，经过一番精心修复和装扮，又变得和新的一样啦！而且啊，这激光熔覆后的阀门，那质量杠杠的，使用寿命能大大延长呢。
咱再打个比方，这阀门就像是我们家里的电器，用久了总会有点小毛病。
而激光熔覆技术呢，就是那个能让电器起死回生的高手师傅。
它能让阀门重新焕发活力，继续在它的岗位上尽职尽责地工作。
这技术的好处还不止这些呢！它还能根据不同的需求，选择不同的材料进行熔覆。
就像是给阀门量身定制一套专属的衣服一样，多贴心啊！这样一来，阀门就能更好地适应各种恶劣的工作环境啦。
你说，要是没有这阀门激光熔覆技术，那得有多少阀门因为磨损、腐蚀等问题提前“下岗”啊！那得造成多大的浪费和损失呀！还好有它，为我们解决了这个大难题。
而且哦，这技术操作起来也挺方便的，不需要太复杂的工艺和设备。
就好像骑自行车一样，一旦掌握了技巧，就能轻松驾驭啦。
不过，要想把这技术用好，那可得有专业的人员和设备才行。
可不能随随便便就上手，那可不行哦！毕竟这是个精细活儿，得认真对待。
总之呢，阀门激光熔覆技术真的是一项非常实用、非常有意义的技术。
它就像是阀门的保护神，让阀门能更好地为我们服务。
朋友们，你们说这技术是不是很棒呢？我相信，随着科技的不断进步，这项技术一定会越来越完善，给我们的生活带来更多的便利和好处！让我们一起期待吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
激光熔覆技术
激光熔覆技术的研究现状及应用陈宝洲（南华大学机械工程学院湖南衡阳邮编：421001）摘要：本文逐次介绍了激光熔覆技术的原理、特点、材料体系、激光熔覆存在的问题、激光熔覆层裂纹产生的原因及防止措施，阐述了其工业应用，最后分析了其发展趋势。
关键词：激光熔覆；材料体系；应用Laser cladding technology research and ApplicationChen Baozhou(College of Mechanical Engineering, University of South China, Heng Y ang, 421001, China) Abstract: This paper introduces the technology of laser cladding by the principle, characteristics, material system, the problems of laser cladding, laser cladding crack causes and prevention measures, and expounds its application in industry, finally analyzes its development trend.Key words: laser cladding; material system; application1 引言激光熔覆技术是一项新兴的零件加工于表面改型技术。
具有较低稀释率、热影响区小、与基面形成冶金结合、熔覆件扭曲变形比较小、过程易于实现自动化等优点。
激光熔覆技术应用到表面处理上，可以极大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳等机械性能，可以极大提高材料的使用寿命。
同时，还可以用于废品件的处理，大量节约加工成本。
激光溶覆应用到快速制造金属零件，所需设备少，可以减少工件制造工序，节约成本，提高零件质量，广泛应用于航空、军事、石油、化工、医疗器械等各个方面。
激光熔覆技术分析与展望讲解
激光熔覆技术分析与展望讲解激光熔覆技术是一种应用激光传热原理将金属粉末熔化并喷射到基底材料上形成一层涂覆层的先进表面修复方法。
它具有高精度、高速度、高质量的优点，被广泛应用于修复磨损、腐蚀和疲劳损伤等表面缺陷。
本文将对激光熔覆技术的原理、应用和展望进行分析和讲解。
首先，激光熔覆技术的原理是利用激光束在基底材料表面形成高温的熔化区域，并将金属粉末通过喷射器喷射到这个熔化区域，然后迅速冷却并与基底材料粘结。
激光束的选择取决于基底材料和喷射粉末的特性，激光功率和扫描速度的控制可以实现对涂覆层的厚度和质量的调控。
激光熔覆技术具有很多独特的优点。
首先，它可以在高精度下进行，能够在微米级别上调整涂覆层的厚度和形状。
其次，由于激光束的高能密度，喷射粉末能够快速熔化并与基底材料粘结，从而减少了熔化区域的热影响和晶粒生长，使得涂覆层具有更好的结构和性能。
另外，激光熔覆技术是一种快速、高效的修复方法，能够在较短的时间内完成修复，大大提高了工作效率。
激光熔覆技术在许多领域都得到了广泛的应用。
首先，在航空航天领域，激光熔覆技术可以用于修复飞机发动机叶片和涡轮叶片等高温部件的磨损和腐蚀缺陷，同时也可以应用于航天器的防护和修复。
其次，在汽车制造领域，激光熔覆技术可以修复汽车缸体、曲轴和传动系统等重要零部件的表面缺陷，提高其使用寿命和可靠性。
再者，在石化和能源领域，激光熔覆技术可以用于修复和防护管道和阀门等设备的磨损和腐蚀缺陷，延长其使用寿命。
展望未来，激光熔覆技术有着广阔的发展前景。
首先，随着传感器技术和智能控制技术的发展，激光熔覆技术可以更加精确地控制涂覆层的厚度和质量，实现更高级别的自动化和智能化。
其次，随着金属粉末材料的研发和应用不断进步，激光熔覆技术可以涵盖更广泛的材料类型和应用领域。
另外，随着激光器的性能不断提高和价格的降低，激光熔覆技术的成本会进一步降低，使得它的应用更加广泛。
总之，激光熔覆技术是一种先进的表面修复方法，具有高精度、高速度、高质量的优点，在航空航天、汽车制造和石化能源等领域得到了广泛的应用。
激光熔覆用在甲胺泵进排液阀零件密封面讲解
激光熔覆用在甲胺泵进排液阀零件密封面摘要：采用激光熔覆技术对尿素生产线上的甲胺泵进排液阀零件密封面进行强化。
使用5kW横流CO2激光器对预置于基材为Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢的阀体阀盖零件密封面上的Co基自熔合金粉末进行单道扫描，得到的激光熔层表面光整，厚度为2mm，基体无变形。
激光熔覆层消除了气孔、裂纹、夹杂物等缺陷，其组织致密，晶粒度细小，硬度和强韧性更高。
熔层与基体实现了冶金结合。
关键词：激光熔覆；进排液阀；表面强化1 前言尿素生产线上的甲胺液具有极强的腐蚀性，这类腐蚀性液体所经过的主要设备管线和控制元件的内件大多采用各种耐酸不锈钢制造。
对这类元件或对其工作表面进行强化处理，以提高其工作性能和延长工作寿命，增强系统的可靠性和安全性，具有重要的意义。
本文采用大功率激光器，对甲胺泵进排液阀密封面进行了激光熔覆强化试验，并进行了检测分析和使用验证。
2甲胺泵进排液阀的结构与工况甲胺泵进排液阀的工况条件是：工作介质为氨基甲酸铵，压力范围1.7～20MP a（17～200kgf／cm2），介质温度188～200℃，阀体阀盖密封面冲击力20MP a，冲击频率50～70r／min。
从结构上看，阀体比阀盖更为复杂，圆柱型阀体上有数十个通孔或盲孔，阀体两端面孔系间分别有两个狭窄的同心环形密封面，尺寸为（φ132×2.5）mm＋（φ95×3.5）mm和（φ83×4.5）mm＋（φ50×4.5）mm。
阀体与阀盖的材料均为Cr18Ni12Mo2Ti。
采用火焰、电弧堆焊、等离子喷焊等工艺来强化这种狭窄的密封面都有施焊困难，热影响大，易使工件变形和产生内应力等。
故密封面一直未作任何强化处理。
由于密封面的冲击磨损、垫伤和腐蚀变形等造成阀门使用寿命短，从而停机次数多，工人劳动强度高，原材料消耗大。
3激光熔覆试验密封面涂层采用市售的Co基粉末，使用2123酚醛树脂为粘接剂，用酒精调和并预置于加工面上，预涂层厚度为2mm，试验先在同种材料的试块或模拟件上进行，最后在零件上做。
浅述激光熔覆技术的应用
浅述激光熔覆技术的应用激光熔覆技术是一种先进的表面处理技术，通过激光束对材料表面进行加热，使其熔化并与基体材料融合，从而形成一层密实均匀的涂层。
这种技术具有温度梯度小、变形小、冷却速度快等优点，适用于各种材料的表面改性和修复，广泛应用于航空航天、汽车制造、冶金、石油化工、电子等领域。
在航空航天领域，激光熔覆技术广泛应用于航空发动机叶片、燃烧室壁板、涡轮叶片等关键部件的修复和保护。
由于航空发动机工作环境的恶劣和高温高速飞行的要求，航空发动机的零部件容易受到高温腐蚀和磨损。
采用激光熔覆技术可以在不改变基体组织的情况下修复零部件表面的缺陷，并且在涂层冷却的过程中由于快速凝固可以获得均匀细小的晶粒和高致密度的涂层，提高了零部件的耐磨性、耐蚀性和耐高温性能，延长了零部件的使用寿命，确保了航空发动机的可靠性和安全性。
在汽车制造领域，激光熔覆技术被广泛应用于发动机气缸内壁、汽缸盖、曲轴、连杆等零部件的表面增强处理。
汽车发动机在长时间高速运转的情况下会受到润滑不良、高温热应力、气缸内磨损等因素的影响，导致发动机性能下降和零部件损坏。
激光熔覆技术可以在汽车零部件表面制备出高硬度、高耐磨、高耐蚀的涂层，提高零部件的使用寿命和可靠性，减少维修成本，提高汽车发动机的性能和经济性。
在冶金领域，激光熔覆技术被广泛应用于金属材料的表面修复和合金化处理。
金属材料在使用过程中常常会受到磨损、腐蚀等因素的影响，导致零件表面失效。
激光熔覆技术可以通过选择不同的覆盖材料和设定合适的工艺参数来对金属材料表面进行修复和合金化处理，恢复零件的表面硬度、耐磨性和耐蚀性，延长零件的使用寿命，提高生产效率和产品质量。
在石油化工领域，激光熔覆技术被广泛应用于管道、阀门、泵体等设备的表面修复和耐蚀涂层制备。
石油化工设备长期受到高温、高压、腐蚀介质的影响，设备表面常常会出现腐蚀、磨损等问题。
激光熔覆技术可以通过制备高硬度、高耐蚀的涂层来保护设备表面，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性和安全性。
4.30 黄铜阀门的激光焊接讲解
60mm/min.，选取的离焦量为0，辅助氧气流量为10L/min.。阀门的激光焊接质量满
足设计要求。
图4 激光焊接后的铜阀门
9/30/2018
3. 小结
本次课介绍了某阀门公司采用碟片式激光器焊接一种工 业应用的黄铜和紫铜两种材料构成的阀门，通过采用氧气辅 助焊接措施，使得激光焊缝成形美观，焊接接头质量满足工 艺设计和使用要求。
9/30/2018
4. 作业思考题
（1）激光焊接铜材料的主要困难是什么？ （2）激光焊接黄铜和紫铜构成的阀门工艺中，采用氧气辅
助的主要作用是什么？
9/30/2018
9/30/2018
2.2 采用的激光焊接设备
图 2给出的是某公司使用的激光焊接设备，为德国通快公司推出的 TruDisk4002
型碟片式激光焊接系统。
图2 通快4002型碟片式激光焊接设备
9/30/2018
德国通快集团的碟片激光器特点是采用模块化结构，个别组件用户可以在 现场很方便地快速更换。所有组件使用寿命长，已经相互完成最佳匹配。光 束导向装置装在一个外壳内。可以在 TruDisk 激光器上最多连接六条光纤， 甚至即使在其他输出端进行作业，也可以将光纤转接。光束质量高，因此， 利用细长的聚焦镜组就可以达到很大的工作距离，从而实现激光远程焊接。 而 且 也 可 以 在现 场 提 高 激 光功 率 和 增 加 输出 端 数 量 。 和所 有 组 件 一样 ， TruDisk 系列激光器的泵模块也具有很高的使用寿命，如果其中一个模块失灵， 则泵二极管就将其取代。剩余模块的功率自动提高，从而在工件上不会产生 功率损失。可以有计划地、在不中断生产的情况下更换失灵的泵模块，只需 用手操作几下，几分钟内就可以完成。
9/30/2018
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研究内容
1、工装设计（球阀、蝶阀、闸阀 ……） 2、粉末研制（根据不同工况、不同硬度要求） 3、工艺摸索（激光功率、扫描速度、搭接率……） 4、熔覆层质量控制（气孔、裂纹、稀释率……）
激光熔覆球阀、阀座
图3 激光熔覆球阀
图4 激光熔覆阀座
小 结
1、阀门的应用背景表明，该行业非常适合激光熔覆技术 2、激光熔覆可获得高性能的耐磨、耐蚀涂层，且熔覆层均 匀致密、缺陷少，自动化程度高。 3、阀门激光熔覆时，需要进行工装设计、粉末配制、工艺 优化、质量控制等
表1 技术特性对比
工艺类型 工作气体 粉末喷熔 氧气和燃料气体 等离子喷熔 Ar、N2、H2 激光熔覆 空气
热源
送料方式 基体受热情况 结合强度和方式 稀释率 气孔率
燃烧火焰
粉末 约1050℃ 扩散结合 0 0
等离子弧
粉末 基体小于250℃， 不参与涂层反应 >结合 < 10% 0
激光熔覆在阀门中的应用
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光熔覆在阀门中的应用
教学目标 通过本次课程的学习，了解阀门现有加工工艺以及激 光熔覆在阀门中的应用前景。
背景
1、应用领域：涵盖电力、石油、化工、冶金、食品、给排水等 2、性能要求：耐磨、耐腐蚀（Ni基、Co基） 阀门密封面长期处于复杂介质之中，在启闭过程中频繁经受 摩擦、挤压等作用。
3、现有工艺：超音速喷涂、等离子堆焊、氧乙炔喷焊等。
4、现有工艺缺点： 超音速喷涂：结合强度较高，但生产成本高，噪音非常大； 等离子堆焊：涂层疏松、缺陷多、基体热影响区大； 氧乙炔喷焊：虽然价格较低，但是喷涂层与基体结合强度较 低，不能承受交变载荷和冲击载荷。
阀门加工方法
图1 火焰喷涂
图2 超音速喷涂
作业思考题
1、激光熔覆与现有工艺相比有哪些优点？
2、激光熔覆的工艺参数有哪些，他们是如何关联的？