激光熔覆介紹

l  激光熔覆： Laser Cladding，亦稱激光包覆或激光熔敷，是一種新的表面改性技術(shù)。

l  基本原理： 通過高能密度的激光束使金屬粉末熔融于基材表面，并在基層表面形成與其為冶金結(jié)合的添料熔覆層。

l  應(yīng)用： 可顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)（新品強(qiáng)化或舊品修復(fù)）的目的，滿足了對材料表面特定性能的要求。

l  影響激光加工工藝的主要因素

? 材料方面：材料成分、表面光潔度、吸收率、熔沸點(diǎn)、熱膨脹特性、熱傳導(dǎo)特性等.

? 光源方面：波長、功率、功率密度、光束質(zhì)量、模式特性、偏振特性等；

? 工藝方面：焦點(diǎn)位置、光斑大小、加工（送料）速度、輔助氣體、噴嘴形狀、送粉形式等；

  高功率藍(lán)光激光器的優(yōu)勢

工業(yè)激光器在切割、焊接、鉆孔等加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。這些激光器通常工作在紅外波段，這對某些應(yīng)用很有效，但紅外波長不適合加工反射性金屬，包括金、鋁、鎳、銅等，其中銅是最常用也是最重要的一種材料，在電子制造和汽車制造等行業(yè)廣泛應(yīng)用。

眾所周知，雖然銅對紅外激光的吸收率很低，但對藍(lán)光的吸收率卻很高。下圖給出了金、鋁、銅和其他金屬對紅外光和藍(lán)光的吸收情況。

幾乎每種反射性金屬，對藍(lán)光的吸收率都遠(yuǎn)大于對紅外光的吸收。藍(lán)光激光器在銅的焊接上所需的能耗比紅外激光器低84%，在金的焊接上甚至要低92%。 

“藍(lán)光+紅外”激光復(fù)合熔覆

但是對于更厚的銅元件焊接或者銅合金熔覆，藍(lán)光激光加工仍存在局限性，因?yàn)閷τ谏钊酆敢约凹冦~熔覆加工來說，因銅具有良好的熱傳導(dǎo)性，所以需要很高的激光強(qiáng)度才能形成良好的焊接質(zhì)量及熔覆質(zhì)量。但是由于受技術(shù)條件的限制，目前藍(lán)光激光器最高的輸出功率也只能達(dá)到3kW，其生產(chǎn)效率相對較低，而且，由于藍(lán)光二極管激光器的價(jià)格高于紅外激光器，其加工效益比較低。

目前，紅外激光器雖可用于銅的深熔焊，但技術(shù)上仍有較多不足，因?yàn)殂~對紅外激光的吸收率低，需要相當(dāng)高的能量輸入來熔化和穿透材料，所以工藝過程和最終結(jié)果都不理想。到目前為止，在所有使用紅外激光進(jìn)行銅深熔焊的實(shí)驗(yàn)中，都觀察到了極其不穩(wěn)定的熔池，這會導(dǎo)致氣孔和飛濺的產(chǎn)生，造成質(zhì)量不合格的焊縫或者熔覆層。

在焊接/熔覆過程中，具有高吸收率的藍(lán)光激光首先被用于熔化工件表面/粉末，中心的紅外激光則用于打開小孔，實(shí)現(xiàn)深熔焊及更高更大的熔池。為了使熔池平穩(wěn)并穩(wěn)定整個焊接過程，小孔形成后，藍(lán)光激光依舊保持開啟。實(shí)驗(yàn)中所使用的紅外激光功率為1kW到5kW，仍低于基于純紅外激光的銅焊接所使用的功率。試驗(yàn)證明，復(fù)合激光熔覆的效率相當(dāng)于2-3倍的純藍(lán)光熔覆效率。

  產(chǎn)品參數(shù)

                 紅外激光熔覆錫青銅合金

               藍(lán)紅復(fù)合激光熔覆錫青銅合金

               藍(lán)紅復(fù)合激光送絲熔覆鋁青銅合金