激光熔覆再制造汽车零部件及其应用
激光熔覆技术的原理和应用
激光熔覆技术的原理和应用激光熔覆技术是一种将一层或多层材料熔化并覆盖在基底材料表面的表面改性技术。
其原理是利用高能量激光束的热效应使材料熔化，并在凝固过程中形成一层新的材料。
激光熔覆技术广泛应用于工业领域，如航空航天、汽车、冶金和电子等领域，以提高材料的性能和延长其使用寿命。
激光熔覆技术的原理是利用激光束的高能量浓度使材料迅速升温并熔化，然后形成一层新的材料。
其主要步骤包括熔化、溶解和凝固三个阶段。
首先，激光束的高能量聚焦在材料表面，使其迅速升温并熔化。
接下来，激光束的移动速度决定了材料的溶解程度和覆盖层的厚度。
最后，在激光束的作用下，熔化的材料迅速凝固形成一层新的材料。
首先，它可以将多种材料熔融在一起，形成覆盖层。
这样可以在基底材料上形成一种新的材料，提高基底材料的性能。
例如，可以将陶瓷和金属熔融在一起，形成具有陶瓷硬度和金属韧性的覆盖层。
其次，激光熔覆技术可以在材料表面形成非常细小的晶粒结构。
这种细小的晶粒结构可以提高材料的硬度和抗磨损性能。
同时，细小的晶粒结构还可以提高材料的强度和耐腐蚀性能。
此外，激光熔覆技术可以在表面形成非常薄的覆盖层。
这种薄的覆盖层不会改变基底材料的尺寸和形状，从而提高工件的精度和形状精度。
同时，薄的覆盖层还可以减小材料的重量，并提高材料的导热性能。
其次，激光熔覆技术可以用于提高材料的性能。
例如，可以在金属表面形成陶瓷覆盖层，从而提高金属的硬度和抗磨损性能。
同时，还可以在材料表面形成耐腐蚀的覆盖层，提高材料的耐腐蚀性能。
另外，激光熔覆技术还可以用于合金化处理。
例如，可以将两种或多种材料熔融在一起，形成具有多种性能的新材料。
这种合金化处理可以使材料具有更高的强度、硬度和耐磨性能。
总之，激光熔覆技术是一种重要的表面改性技术，可以提高材料的性能和延长使用寿命。
它的原理是利用激光束的高能量浓度使材料熔化，并形成一层新材料。
应用领域广泛，包括零件修复和再制造、提高材料性能和合金化处理等。
激光成型技术在制造业中的应用
激光成型技术在制造业中的应用在当今的制造业领域，激光成型技术正以其独特的优势和广泛的应用，成为推动产业发展和创新的重要力量。
激光成型技术，简单来说，是一种利用激光束来实现材料加工和成型的先进制造技术。
它基于数字化模型，通过逐层累加材料的方式，将设计理念迅速转化为实际的产品。
这种技术具有高精度、高速度、高灵活性等显著特点，能够满足制造业对于复杂形状、高质量、个性化产品的需求。
在汽车制造中，激光成型技术发挥着重要作用。
汽车零部件的设计往往非常复杂，传统制造方法可能难以达到理想的精度和形状要求。
而激光成型技术可以制造出高精度的复杂零部件，如发动机缸体、涡轮叶片等。
这些零部件不仅具有更优异的性能，还能减轻汽车的整体重量，提高燃油效率。
此外，利用激光成型技术还能够快速制作汽车的原型样件，大大缩短了汽车的研发周期，降低了研发成本。
在航空航天领域，对零部件的性能和质量要求极为严苛。
激光成型技术能够制造出具有高强度、轻量化的复杂结构件，如飞机的机翼、发动机叶轮等。
而且，通过使用高性能的材料，如钛合金等，能够进一步提升零部件的性能，确保飞行器在极端条件下的安全运行。
同时，激光成型技术也为航空航天领域的定制化生产提供了可能，满足了不同型号飞行器的特殊需求。
在医疗器械制造方面，激光成型技术同样展现出了巨大的潜力。
由于人体器官和组织结构的复杂性，医疗器械需要具有高度的个性化和精确性。
例如，利用激光成型技术可以制造出与患者骨骼结构完全匹配的人工关节、假肢等。
此外，在牙科领域，能够制作出高精度的牙冠、牙桥等修复体，为患者提供更加舒适和有效的治疗方案。
电子制造业也是激光成型技术的重要应用领域之一。
随着电子产品日益小型化和集成化，对零部件的精度和微型化要求越来越高。
激光成型技术可以制造出极其微小且复杂的电子零部件，如微型传感器、印刷电路板等。
同时，在芯片制造过程中，激光成型技术也用于光刻等关键工艺，提高芯片的性能和生产效率。
激光成型技术的应用不仅局限于产品的制造，还延伸到模具制造领域。
激光熔覆技术研究现状及其发展
激光熔覆技术研究现状及其发展一、本文概述激光熔覆技术，作为一种先进的表面处理技术，近年来在材料科学、机械制造、航空航天等领域引起了广泛关注。
本文旨在全面综述激光熔覆技术的研究现状及其发展趋势，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。
文章首先将对激光熔覆技术的基本原理、特点及其应用领域进行简要介绍，然后重点分析当前激光熔覆技术的研究热点和难点，包括材料选择、工艺优化、性能评估等方面。
在此基础上，文章将探讨激光熔覆技术的发展趋势和未来展望，包括新材料、新工艺、新技术的应用以及环境友好型、智能化、高效化的发展趋势。
通过本文的综述，读者可以对激光熔覆技术的最新研究成果和发展动态有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的借鉴和指导。
二、激光熔覆技术的研究现状激光熔覆技术自问世以来，就凭借其独特的优势在材料科学与工程领域引起了广泛的关注和研究。
该技术以其高精度、高能量密度和快速加热冷却过程等特点，使得在材料表面实现高质量、高性能的熔覆层成为可能。
随着科技的不断发展，激光熔覆技术的研究现状呈现出以下几个主要特点。
在材料选择方面，激光熔覆技术已经不仅仅局限于金属材料的熔覆。
近年来，陶瓷、高分子材料甚至复合材料的激光熔覆也开始得到研究，这极大地扩展了激光熔覆技术的应用范围。
同时，对于金属材料的熔覆，也逐步实现了多元化，涵盖了铁基、镍基、钴基等多种合金材料。
在熔覆过程控制方面，研究者们通过引入数值模拟、智能控制等技术手段，实现了对激光熔覆过程更为精准的控制。
这包括对激光功率、扫描速度、送粉速度等关键参数的优化，以及对熔池温度、形貌的实时监控和调控。
这些技术的发展，使得激光熔覆的质量稳定性和重复性得到了显著提升。
再次，在熔覆层性能提升方面，研究者们通过设计合理的熔覆层结构和成分，实现了对熔覆层硬度、耐磨性、耐腐蚀性等多种性能的提升。
同时，还通过引入纳米颗粒、增强相等手段，进一步优化了熔覆层的显微组织和性能。
激光熔覆技术发展现状
激光熔覆技术发展现状激光熔覆技术是指利用激光束的高能量浓度，使熔化的金属或非金属粉末在基底上形成一层涂层的技术。
它具有高效、高质、高精度等优点，在航空、航天、汽车、电子、医疗等行业中得到广泛应用。
本文将从技术发展历程、应用领域等方面，对激光熔覆技术的现状进行分析。
一、技术发展历程激光熔覆技术起源于20世纪60年代，最初主要应用于航空航天领域，如修复飞机发动机叶片磨损等。
随着科技的不断进步和工业制造的需求，激光熔覆技术也得到了不断的发展。
目前，激光熔覆技术已经成为一种重要的先进制造技术，广泛应用于航空、航天、汽车、电子、医疗等领域。
二、应用领域1.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的磨损、改进航空发动机的设计，提高发动机的工作效率和寿命。
2.汽车制造领域：激光熔覆技术可以用于汽车发动机的制造、制动系统、转向系统和传动系统等零部件的加工，使汽车更加耐用、安全、高效。
3.电子领域：激光熔覆技术可以用于电子元器件的制造，如微电子元件、光电子器件和信息存储器件等。
4.医疗领域：激光熔覆技术可以用于医疗器械的制造，如人工关节、牙齿种植体和假肢等。
三、技术优势1.高效：激光熔覆技术是一种高效的制造技术，可以在短时间内完成复杂的加工任务。
2.高质：激光熔覆技术可以制造出具有高质量表面和内部结构的零部件和工件。
3.高精度：激光熔覆技术具有高精度的特点，可以制造出细小的零部件和工件。
4.节能环保：激光熔覆技术采用粉末材料加工，与传统的加工方式相比，不仅能够节约材料，还能减少能源消耗和废料产生。
四、技术瓶颈激光熔覆技术虽然具有很多优势，但仍然存在着一些技术瓶颈，主要包括：1.成本高：激光熔覆设备的价格相对较高，需要大量的投资。
2.材料选择有限：激光熔覆技术目前只能用于一些高温合金等特殊材料的加工，还不能广泛应用于其他材料的制造。
3.工艺复杂：激光熔覆技术的工艺较为复杂，需要高技能的操作人员和专业的设备维护人员。
激光熔覆技术的原理和应用
激光熔覆技术的原理和应用1. 激光熔覆技术的简介激光熔覆技术是一种常用于金属表面改性和复合材料制备的先进加工技术。
它利用高能激光束对工件表面进行局部熔化，使金属或合金液态化并与基材相互混合，形成一层高质量的涂层。
激光熔覆技术具有熔化速度快、固化快、热影响区小、涂层与基材结合强等优点，因而在航空航天、汽车制造、能源装备等领域得到广泛应用。
2. 激光熔覆技术的原理激光熔覆技术的实质是利用高能激光束对工件表面进行局部加热，使其达到熔点，然后进行快速冷却，使其凝固成为一层均匀致密的涂层。
其原理主要包括以下几个方面：2.1 激光加热高能激光束在与工件表面接触时，光能转化为热能，使工件局部区域温度升高。
激光加热具有高度集中的特点，可以实现对工件表面的高温局部加热，而对其他区域几乎没有热影响。
2.2 金属熔化通过激光加热，金属或合金在达到熔点的条件下发生熔化。
激光熔化的特点是熔池温度高、熔池容积小、凝固速度快。
这使得熔化的金属能够在非常短的时间内冷却并固化，形成一层均匀致密的涂层。
2.3 冷却和凝固金属熔池在短时间内冷却并凝固形成固体涂层。
冷却速度的快慢直接影响涂层的组织结构和性能。
激光熔覆技术的快速冷却速度可以避免大晶粒的形成，并在晶界处形成细小的析出相，提高涂层的强度和硬度。
3. 激光熔覆技术的应用激光熔覆技术在多个领域有着广泛的应用，下面列举了其中一些典型的应用：3.1 表面修复和修饰通过激光熔覆技术可以对损坏的金属零件进行修复和修饰。
激光熔覆可以填充表面缺陷、修复裂纹，提高零件的使用寿命和性能。
3.2 硬质合金涂层制备激光熔覆技术可以在金属基材表面涂覆硬质合金材料，提高金属零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。
硬质合金涂层广泛应用于机械零件、切削工具等领域。
3.3 功能性涂层制备通过激光熔覆技术可以在金属基材表面制备各种功能性涂层，如热障涂层、阻尼涂层、导电涂层等。
这些涂层可以为金属零件赋予新的性能和功能，拓展其应用范围。
激光深熔焊的应用场景
激光深熔焊的应用场景
激光深熔焊是一种高热输入焊接方法，适用于许多复杂的焊接应用场景。
以下是激光深熔焊的一些常见应用场景：
1.汽车制造：激光深熔焊可用于汽车车身的连结焊接，如车门
与车身的连接、车顶与车身的连接等。
它提供了高强度的连接，同时可以减少热影响区和变形。
2.电子设备制造：激光深熔焊在电子设备制造中也有广泛应用，例如印刷电路板（PCB）的焊接。
它可以实现高精度的焊接，同时避免对敏感电子元件的损伤。
3.航空航天：激光深熔焊可用于航空航天行业的焊接应用，如
飞机发动机部件、涡轮叶片等高温和高强度要求的焊接工艺。
它提供了高强度的连接和较小的热影响区，从而提高了零件的可靠性和寿命。
4.医疗器械制造：激光深熔焊在医疗器械制造中也有重要应用，如医疗器械的接头和连接部分的焊接。
它可以实现细小焊接区域和高精度的焊接，保持器械的外观和功能完整。
5.金属加工：激光深熔焊还可用于金属加工行业中的焊接应用，如不锈钢管、铜管等工业管道的焊接。
它可以实现高效、高质量的焊接，同时减少人工干预和后续处理工艺。
总之，激光深熔焊在许多行业中都有广泛的应用，它提供了高
精度、高强度和低热影响区的焊接解决方案，可以应对各种复杂的焊接需求。
机械制造激光熔覆技术
机械制造激光熔覆技术激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，广泛应用于机械制造领域。
它通过激光束的照射与金属基体之间的化学反应，使金属材料熔化并与基体表面发生冶炼，从而在工件表面形成坚固耐磨的涂层。
本文将从激光熔覆技术的原理、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、激光熔覆技术的原理激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束对工件表面进行熔化处理，通过熔化的金属材料与基体的冶炼反应，使其粘附于工件表面形成一层坚固的涂层。
激光束的高能量密度使得工件表面温度迅速升高，达到熔点以上，而激光束的高向心性能降低了能量散失，从而实现了高效的熔化和冶炼过程。
二、激光熔覆技术的应用1. 抗磨涂层制备激光熔覆技术在制备抗磨涂层方面具有独特的优势。
通过选择不同种类的熔覆材料，可以制备出具有不同性能特点的涂层，如高硬度、低摩擦系数的涂层，具有良好的抗磨损性能，能够显著延长零部件的使用寿命。
2. 高温耐蚀涂层制备激光熔覆技术还可以制备高温耐蚀涂层，提高工件在高温、腐蚀环境下的使用寿命。
这种涂层具有良好的防氧化性能和耐蚀性能，可以有效防止工件表面的氧化和腐蚀损坏，提高工件的稳定性和可靠性。
3. 修复和再制造激光熔覆技术还可以用于工件修复和再制造领域。
通过在受损部位进行局部熔覆修复，可以恢复工件原有的形状和性能，减少资源浪费；而通过再制造，可以将废旧零部件重新加工熔覆，使其具备新的使用价值，节约资源并减轻环境污染。
三、激光熔覆技术的未来发展1. 材料选择与研发目前激光熔覆技术主要应用于金属材料，未来有望扩展到其他材料的熔覆领域，如陶瓷材料和复合材料。
这将为制造业带来更多的应用领域和发展机会。
2. 改善熔覆质量尽管激光熔覆技术已经在制造业得到了广泛应用，但仍存在一些局限性，如熔覆层与基体间的结合强度、涂层内部的裂纹等。
未来的研究应该致力于改善熔覆质量，提高涂层的性能稳定性，以满足更高的工业需求。
3. 激光熔覆设备研发激光熔覆技术的发展也离不开设备的支撑。
激光熔覆技术在轴类零件再制造过程中的应用现状
MATERIALS FO R M ECHANICAL ENG INEERINGDOI ： 10.11973/jxgccl202011007____11 ■2020 年 11 月第 44 卷第 11 期Vol. 44 No. 11 Nov. 2020激光熔覆技术在轴类零件再制造过程中的应用现状王争强\李文戈、杜旭2,赵远涛1(1.上海海事大学商船学院，上海201306;2.云南滇中城市建设投资开发有限公司，昆明650000)摘要：轴类零件在服役过程中易发生摩擦磨损、腐蚀及疲劳等失效，严重影响工程机械装备的正常运行。
激光熔覆技术作为轴类零件修复和再制造常用的技术，可有效延长其使用寿命。
概述 了激光熔覆技术在轴类零件再制造上的应用，重点介绍了激光熔覆工艺参数（激光功率、熔覆速度、 搭接率、送粉量等）和熔覆材料选取对轴类零件再修复性能的影响以及仿真模拟软件的辅助应用， 并对激光熔覆再制造技术的发展趋势进行了展望。
关键词：轴类零件；再制造；激光熔覆；工艺参数；熔覆材料中图分类号：T G 174.4文献标志码： A文章编号：1000-3738(2020)11-0035-06Applications of Laser Cladding Technique in Remanufacturing of Shaft PartsWANG Zhengqiang1, LI Wenge1. DU Xu2, ZHAO Yuantao1(1. M erchant M arine College, Shanghai M aritim e U niversity, Shanghai 201306, C hina ；2. Y unnan Dianzhong U rban Construction Investm ent Development C o., L td., Kunm ing 650000, China)Abstract ： Shaft parts are prone to failing such as friction, w ear, corrosion and fatigue during service, whichseriously affect the norm al operation of construction machinery equipment. Laser cladding technique, as a comm on technical means for repairing and rem anufacturing shaft p arts, can effectively extend service lives of parts. T he application of laser cladding technique in the rem anufacturing of shaft parts is summarized. T he influence of laser cladding process param eters (laser pow er, cladding speed, overlap rate and powder feeding am ount) and cladding material selection on the repairing performance of shaft parts and the auxiliary application of sim ulation softw are are focused on. T he developm ent trend of laser cladding rem anufacturing technique is prospected.Key words ： shaft p a rt ； rem anufacturing ； laser cladding ； process param eter ； cladding m aterial〇引言轴类零件是船舶、海洋工程等机械装备最常用 的典型部件之一，起到支撑其他部件转动并传递扭 矩的作用。
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供了一种修复零件的方法ｌ 。 １ ］
１７ 年美 国 Ａ （ ）公 司 Ｄ ｎ ｎｍｕｈ ９６ ＶＸ Ｓ Ｇ ａａ ｔ ｎ取 得 激 光 熔 覆
专 利 ，９９ 日本 日 公 司公布 了 激光 熔 覆 在 汽 轮机 叶片 上 应 １７ 年 立 用专 利 。 自此 ， 国 、 国 、 本 、 国等 技术 强 国就 对其 十分 重 美 英 日 德
在 车 辆 维 修 中 的应 用提 供 指 导 。 关 键 词 ： 车 零 部 件 ； 光 熔 覆 ； 光 再 制 造 汽 激 激 中图 分 类 号 ： ４ ６ Ｕ ６ 文献标识码 ： Ａ
车辆在使用过程 中， 因制造技术水平和使用工作环境 或 的腐 蚀 ； 因 相互 之 间 相 对 运 动 而 产 生 磨 损 ； 因 温 度 过 高 或 或 而发 生 氧 化 ； 分 零 、 件 不 可 避 免 地 将 产 生 局 部 损 坏 ， 不 部 部 若 采 取 有 效 的措 施 ， 将影 响 车 辆 的 效 能 和 使 用 寿 命 。如 何 、 物力、 财力进行研究 、 开发， 使激 光 熔 覆 技术 的发展 明 显加快 。在 激 光熔 覆理论 ， 数 学模 型 ， 物理 合
金材 料 、 艺参 数 、 层 组织 性 能 研 究 ， 备 自动 化 、 性 化 、 工 涂 设 柔 熔 覆 过 程监 控 以及生 产应 用等 方面 Ｈ￣ 了重 大进 展 。 ＂哥 ｌ ｉ ｌ
１ 激 光 熔 覆 与 激 光 再 制 造
在汽车零部件维修过程中， 传统维修技术都有一定使用条
件和 范同 。 自二 十世 纪 ７ 年代 大 功率 激光 器 问世并 投 入应 用 ， ０
激光 熔覆 技术 得到 了迅 速发 展 。激 光 熔 覆 是 利 用 高 能 、 高速 激 光束 辐射 预置 或送涂 层 粉末 ， 速熔 化 ， 零部 件 表面 熔接 一 并快 在 层或 多层 金属 （ 材 料 ）使 其性 能 、 面 质 量 、 形 尺 寸满 足 合金 ， 表 外
参考 文 献 ：
［］ １ 星武 ， 李刚， 邱玲． 激光熔覆技术发展现状及展望Ｅ］ 稀有金 Ｊ． 属与硬质合金 ， ０ ８ ３ （ ）５ —５ ． ２ ０ ，６ ３ ：４ ７
键， 因为既要保持气压平衡 ， 又要防止粉末进入轴承腔 ， 粉体 腔采用多重密封 ， 各密封点加置密封 圈， 达到密封性能优 良。 在激光涂覆再制造零件过程 中， 熔池温度会因为工件的形
摘 要 ： 光 熔覆 （ ｓｒｃ ｄ ｉｇ 经 过 多年 的 发 展 ， 激 １ ｅ ｌ ｄｎ ） ａ ａ 已成 为 重 要 的 载 能 柬 金 属 零 部 件 表 面 再 制 造 的 一 项 重 要 技 术 。现 有 的 维修 技 术 对 所 修 复 零 件 的 形 状 、 位 有 一 定 的要 求 和 条 件 。本 文 旨在 概 述 激 光 再 制 造 过 程 中的 关 键技 术 ， 部 为该 先 进 制 造技 术
状 以及 多层涂 覆过 程 中温度 累计 效应 发 生变 化 ， 池 的 温度 而熔 会影 响熔 池 的形状 ， 最终 影 响 成形 零 件 的 的尺 寸精 度 以及 零 并 件 内应力 的大小 和分 布 。因此必 须 对 熔 池 温度 进 行监 控 ， 则 否
［ ］ ｎ ｎ ｍ ｕ． ａｅ Ｆ ｒ ｓａ ｄ Ｒ ｐｉ ｒｐ ｃｓ ． ２ Ａ ｏ ｙ ｏ ｓ Ｌ ｓｒ ｏｍ ｎ ｅａ ｓ Ｗｏｋ ｉ ｅ Ｅ ］ ｒ ｅ Ｊ
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［］ 华 明． 空 高 性 能金 属 结 构 件 ３王 航 航 空制 造 技 术 ，０ ５ １ ． ２ ０ ，２
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会使零件的制作精度不高 ， 同时应力过大也易使零件发生开裂。
图 ２ 载气 式 双 斗 送 粉 器 结构 图
Ｆ ｇ ２ Ｔｈ ａ ｏ ｂ ｅ ｂ ｃ ｅ ｏ ｅ ｅ ｄ ｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ． ｅｇ ｓｄ ｕ ｌ ｕ ｋ ｔｐ ｗｄ ｒｆ ｅ ｅ ｔｕ ｔ ｒ Ｆｉ． ３ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ ｆ ｌ ｇ ｃ ｅ ｔ ｆ ｃ ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｔ ｏ ｍｅ
利用 粉 轮 拨 送 粉 末 ， 粉 均 匀 易 控 ， 避 免 了粉末 挤 压 ； 流 送 且 交 微 型 电机 提 供 动 力 。这 其 中 ， 封 腔 密 封 性 能 的好 坏 是 关 密
３ 总结
汽车零 部件再 制造经 过高技 术 修 复 、 后 其质 量 和． 改造 陛能 甚至可 以超过 新 品。汽车使 用较 多 ， 淘汰 或 需要 修 理 的车 辆也 很 多 ， 汽车 零部件 再制造 既有 经济效益 也有社 会效益 。 开展
—
采用 一闭 环反馈 控制 系统对 熔 池 内温 度实 施监 控 ， 而 控制 激 从 光器 的输 出功率 ， 确保熔 池 内温度 场 的稳 定 ， 于保证制 造零 件 对 的精 度 ， 零件 内的应 力具有 重要 的作 用 。 减少 如 图 ３ 示 ， 温度 检测 系统 主要 包括 硬 件和 软件 两部 所 熔池
中国材料科技 与设备 （ 双月刊）
激光熔覆再 制造 汽车零部件及其应用
２ １ 年 ・ ３期 ０１ 第
激 光 熔 覆 再 制 造 汽 车 零 部 件 及 其 应 用
邱双利卜 ， 会 山 李
（ ． 津 津 住 汽 车线 束 有 限公 司 ， 津 １天 天 ２ 军事 交通 学 院 汽 车 工 程 系 ， 津 ． 天 ３００ ； ０ １０ ３０６） ０ １ １
ｐ ｌｔｍ ｐｅ ａ ｕ ｅｂｙ ｏｏ ｅ ｒ ｔｒ
双 料 斗 载气 式送 粉 器 如 图 ２所 示 ， 粉 末 喂送 装 置 采 用 其
封闭式载气系统 ， 气动输送采用分路输送 ， 可造成负压输送 ， 利于粉末流动和分散 ； 主体结构采用分体式 ， 其 粉斗 、 粉体腔 可 分 离且 内充 平 衡 气 体 ， 要 部 件 粉 体 腔 采 用 整 体 式 结 构 ； 主
［ ３ 森 ， ．金 属 零 件 的 激 光 直 接 快 速 制 造 ［］ 粉 末 冶 金 技 ４杨 等 Ｊ．
２ １ 年 ・ ３期 ０１ 第
材料综述
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
末送入同轴送粉工作 头。修复零件置于 Ｃ ＮＣ数控工作 台 ｘ
Ｙ 平 面 上 ， 据 Ｃ Ｃ 指 令 ， 作 台 、 合 镜 和 送 粉 头 按 给 根 Ｎ 工 组 定 的 程 序 运 动 。同 时激 光 和 粉 末 加 入 ， 层 熔 覆 。在 检 测 和 逐
年来激光及相关设备的发展 ， 也使激光熔覆具备 了先进制造技 术的最基本的特征， 但其加工精度以及对复杂形状零件修复仍
然受 到 限制 ， 其技术 的 推广并 未 达到人 们 所期 望的结 果 一 。。
科学技术的进步， 机械设备 向着高精度 、 自动化、 高 高智 能化发
展 ， 年来 国 际上诞 生 了一 门 新兴 的技 术— — 再 制 造 技 术 （ ｅ 近 Ｒ—
它们 的性能 ， 降低 全寿命周期 费用 ， 节约 原材料 成为摆 在人 们 面前 的一 个 重 要 课 题 。
２ 激 光 再 制 造 技 术
激光 因其 优 良的聚焦 性 能 ， 于 自动控 制 、 污 染 、 能 耗 易 无 低 等一 系列 优点 ， 为是 一种 特 别 适 用 的有 效 技 术 手 段 。近 十 被认
要求的修复技术。其特点 ， 金属粉末对光能吸收率高（０ ， ５ ）具
有高 的加 热 和冷却 速率 ， 并且 金属 粉末 材 料成 份可 调可 控 ， 过 通 金属 材料 快速 凝 固激光 熔覆 逐层 沉 积 ， 形 出组织 细小 致 密 、 成 成
图 １ 激 光 再 制 造 过 程 示 意
Ｆｉ ． Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｆｌｓ ｒｒ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒｎ ｒ ｃ ｓ ｇ１ ｃ ｅ ｔ ｏ ａ ｅ ｅ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ
２ １激 光再 制 造 过 程描 述 ．
激 光 再 制 造 是 利 用 激 光 熔 覆 的 方 法 实 现 对 金 属 零 部 件 的 三 维 修 复 。激 光 再 制 造 系 统 由 硬 件 和 软 件 两 部 分 组 成 。 硬 件设 备 包 括 激 光 器 、 控 系统 及 工 作 台 、 粉装 置 、 路 系 数 送 光
分 均匀 、 优异 、 有 快 速 凝 同组 织 特 征 的金 属 涂 层 ， 而 提 性能 具 因
统、 水冷装置 、 保护气系统和在线控制所涉及的数据采集装置 。 软件系统包括再制造零件成形软件 、 数据通讯和在线控制软件 。
如图１ 所示 ： 器发 出的 Ｃ ）激 光 经 Ｃ Ｃ数控 机 床 Ｚ轴 （ 激光 （ ２ Ｎ 垂 直 工作 台） 射镜 后 ， 反 进入 三维 光 束 成形 聚 焦 组合 镜 ， 入 同 再进 轴 送粉 工 作头 ， 合镜 和工 作 头都 固定在 机床 ｚ轴 上 ， 控系 组 由数 统 统一 控制 。载 气式 送粉 器将 粉末 输送 到 分粉 器 ， 匀 地 把 粉 均
分， 硬件由 （ Ｄ、 Ｙ 光学系统、 ｄ 图像卡和计算机等组成； 软件主要用
于熔池 过程 拍 摄 、 字 图像 处理 、 度 场 分析 等 。每 秒钟 采 集 数 温 ２ 幅熔池热 辐射 图像 ， ５ 采用 中国计 量 科 学研 究 院 Ｂ １０ 标 准 Ｆ４０
高温黑体辐射源标定。该测温系统能够实时检测激光熔池 ， 并 能够给出激光熔池热辐射图像及温度场分布， 为实现激光熔覆
控 制 系 统 作 用 下 ， 零 件恢 复原 始 尺 寸 ＿ 。 使 ４ ］
２ ２ 激 光再 制造 关 键 技 术 ．
目前专 门应 用于该 项技 术送 粉 设备 有 自重式 送 粉器 、 螺杆 式 送粉 器 、 式送 粉器 等 。考虑 到 实现 零 件 复 杂位 置 的加 工 刮板 需 要 ， 粉 末与送 粉 元件 间 的磨 擦 、 以及 挤压 所 产 生 的粉末 阻塞 ，