1974年底，美国ACVO EVERETT RE影公S LABINC公司的Gnanamuth說劇u提出了世界上第一(yī)个激光熔覆专利US3952180A，由此小森開(kāi)启了激光熔覆技术的基础研究工(gōn技木g)作序幕。但由于受制于激光器(qì)技术們從的制约，在相当長(cháng)的一(yī)段時(shí)间内，激光熔覆技术的产校門业化发展较為(wèi)缓慢。进入21世纪后，随着大(資行dà)功率激光器(qì)技术的成熟，激光熔覆技术吧兵的产业化才得(de)到了快速发展。

激光熔覆技术具有稀释率低(dī)、热输入小(xiǎo)、材料广泛等众多优点白要，目前已在产业化应用的过程中演化出多种不離裡(bù)同类型，并广泛应用于增材制造、再制造、表面工(gōng)程分讀的各个领域。 按照激光熔覆的材料类型和材料与南訊激光束的耦合形式，可将常见的激光熔覆技术分為(wèi)同轴送粉激光熔覆技笑員术、旁轴送粉激光熔覆技术（也叫侧向送粉激光熔覆技术）、高空月速激光熔覆技术（也叫超高速激光熔覆技术）及高速丝材激光熔覆農照技术。

同轴送粉激光熔覆技术

同轴送粉激光熔覆技术一(yī)般采用半导体光纤输出激光器(qì去村)和盘式气载送粉器(qì)，熔覆头采用中心出光的圆形光斑方案，筆一光束周围环状送粉或者多束送粉，并设置由专北醫门的保护气通(tōng)道，粉束、光束与保护气流交于一(yī)点。熔覆工不朋(gōng)作時(shí)该焦点处會(huì)形成熔池，随着熔覆嗎訊头与工(gōng)件做相对运动，在工(gōng)件表面形成覆层。

同轴送粉激光熔覆技术特点：

自由度高、容易实现自动化。由于其熔覆時(火下shí)向任意方案移动均可得(de)到形貌一(yī)致、器歌质量相同的熔覆层，因此其熔覆方向没有限制，配合工(gō數物ng)业机器(qì)人或多轴运动机床可以进行任意路径或任意形状零亮厭件的表面熔覆，作為(wèi)3D打印的打印头時(shí)，可明愛进行激光同轴送粉3D打印。熔池惰性气体保护效果好(hǎo)。由于送都樂粉方式為(wèi)气载送粉以及在熔覆头上设置有专门的惰性气体流道匠子，熔覆过程中熔池处于良好(hǎo)的局部惰性气体氛围中，熔池及熔覆层間放氧化少，熔覆层中氧化物夹杂较少。熔池小(xi視視ǎo)、粉末受热均匀、熔覆层抗裂性好(hǎo)。同轴送粉激光熔覆的光斑尺喝拍寸一(yī)般為(wèi)∮1-∮5mm，同時(shí)粉末与光束均匀接触朋微，熔覆过程中的热量传递更均匀，因此熔覆层抗裂性好(hǎo)。特别是对含農師碳化钨等陶瓷颗粒的符合材料的熔覆，容易制备无裂纹、碳化钨分布均匀的覆层。由于同紅音轴送粉激光熔覆技术的上述特点，其通(tōng)常应用于主轴、齿轮慢習、箱体等高精度零件、复杂形状零件的表面熔覆改性和增材再制造。同時(s慢年hí)，基于同轴送粉激光熔覆技术的金(jīn)属3D打印主要应用于大(d可她à)型零件的净近成型以及梯度材料的制备。

旁轴送粉激光熔覆技术

旁轴送粉激光熔覆技术也叫侧向送粉激光熔覆技术，其一(yī)般采用半导体唱媽直输出激光器(qì)或半导体光纤输出激光器(q姐體ì)和重力送粉器(qì)，熔覆头采用矩形如土光斑+旁轴宽带送粉方案。熔覆头工(gōng器嗎)作時(shí)，合金(jīn)粉末经送粉嘴输送至工(gōng工化)件表面进行预置，随着熔覆头与工(gōng)得紅件做相对运动，矩形的激光束扫描预置的合金就家(jīn)粉末并将其熔化形成熔池，冷却后形成年吧熔覆层。

旁轴送粉激光熔覆技术特点：

材料利用率高。相对于同轴送粉，旁轴送粉激光熔覆技术的材料利用率可达到95%以上一事。同轴送粉激光熔覆技术的粉末是通(tōng)过惰性气和知体吹向激光熔池，在此过程中由于粉末之间的碰撞、熔池的飞溅以及送粉通(tōn不姐g)道的精度影响，有相当比例的金(jīn)属粉末不(bù)能形成熔覆层而被浪但又费，造成其材料利用率只有50%-80%左右（訊是光斑越小(xiǎo)材料利用率越低(dī)）。而旁轴送粉激光熔朋紙覆通(tōng)过将粉末预置在工(gōng)件暗舊表面，激光束再进行扫描照射使其熔化，可以达到非常高的材料利用率，节省了较多的材房是料成本。熔覆效率高。旁轴送粉激光熔覆技术由于采用矩形光斑方案，在保证熔覆方向道文光斑的能量密度不(bù)变的情况下，可以采用加大(d有間à)激光功率和光斑宽度的方式，使得(de)熔覆效率大(dà輛中)幅提升。目前实际生产中单道熔覆宽度可达30mm以上，熔覆效率可达到1m/樹得h或12Kg/h。无惰性气体消耗。一(y筆書ī)方面，旁轴送粉激光熔覆技术一(yī)般采用重力送粉姐開器(qì)，不(bù)需要消耗惰性气体；另一購線(yī)方面，由于采用预置送粉，气流會(huì)影响粉末的预置与堆积，離道所以熔覆头没有专门的惰性气体保护功能。因此，旁轴送員家粉激光熔覆技术除了需要使用压缩空气以外，不(bù)需要消哥醫耗其他(tā)气体。从成本的角度而言，节省了较做司多的惰性气体成本；从技术较多而言，该技术師都对粉末材料的抗氧化性有一(yī)定的要求，限制了其应用领域。旁轴送粉激輛懂光熔覆技术由于效率高、成本低(dī)，一(yī)般应用于液压油缸、轧辊等面积较女是大(dà)、形状简单的零件表面熔覆与增材再鐵兒制造。

超高速激光熔覆技术

超高速激光熔覆技术是德国弗劳恩霍夫激光技术研究所開(kāi黃分)发的一(yī)种新型的激光熔覆技术，于2017年開自對(kāi)始在国内进行推广应用。超高速激醫厭光熔覆技术采用光束质量较好(hǎo)的半导体光纤输出時紙激光器(qì)或光纤激光器(qì)，采用愛長精密设计的高速激光熔覆头和高转速或移动速度的运动机构。其激光束与粉束、但會惰性气体气流的耦合经过精密设计，工(gōng)作時(理制shí)使一(yī)部分激光能量用于加热粉束，另一(yī)部分穿那老透粉束的激光束加热基材，粉末在进入熔池之前關也就已经熔化或加热至很高的温度，缩短(duǎn)了粉末電花熔化所需的時(shí)间，因此可以实现非常高的熔覆照兒线速度（线速度最高可达200m/min，普通(tōng)激光熔校花覆最高2m/min）。

超高速激光熔覆技术特点：

激光能量利用效率高。超高速激光熔覆技术由于精學玩密设计了激光束、粉束与惰性气体气流的耦合结构，使得(de)大(dà)部分的線嗎激光束能量作用于粉末和工(gōng)件，减少了激光的反射秒讀和散射损耗，大(dà)幅度提高的激光能量利用效率。同轴送粉激光熔覆技术和旁轴送商冷粉激光熔覆技术的激光束直接照射熔池，熔池表面非老那常光滑，具有很高的激光反射率，因此这两种激光熔覆技术的激光能量利用率约35拿的%左右；而超高速激光熔覆技术的激光束穿过粉束照射線我熔池，大(dà)部分激光能量被粉束吸收，因此激光火黑能量利用率高达65%左右。熔覆效率高。超高速激光熔頻資覆技术由于其较高的激光能量利用率，再配合非常高的熔覆現農线速度和较薄的熔覆层，可实现非常高的熔覆效率（熔覆效率可达0.7m/以是工上）。熔覆层稀释率低(dī)。超高速激光熔覆林訊技术由于较高的熔覆线速度，熔池的存在時(shí)间非雪上常短(duǎn)，因此其熔覆层的稀释率很低(dī)。超高速激光熔覆技术还具有覆雪了层粗糙度好(hǎo)、抗裂性好(hǎo)以及工(gōng)件变形小(xiǎo煙窗)等特点。超高速激光熔覆技术制备的熔覆层较薄，非常林會适合新品零件表面的预保护涂层制备。

高速丝材激光熔覆技术

高速丝材激光熔覆技术是基于市场需求和激光熔說民覆技术的发展趋势，从环保、高效率以及高质量的理念開(kāi)发的新一(媽刀yī)代激光熔覆技术。其采用半导光纤输出激光器(qì)、高慢快精度送丝系统和精密熔覆头，以金(jīn)属丝材為(wèi)熔覆材料进行民議激光熔覆。工(gōng)作時(shí)，金(jīn上些)属丝由侧向送入激光束，激光束将金(jī服知n)属丝熔化后形成熔池，随着熔覆头与工(樹了gōng)件的相对运动形成熔覆层。

高速丝材激光熔覆技术特点：

环保性好(hǎo)。传统粉末激光熔覆由于熔覆过程知件中金(jīn)属粉末抛洒、送粉气流的吹扬、熔池的飞溅慢風以及粉末中造渣和造气元素的影响，熔覆过程有较多的粉尘和烟尘，严重影响设备操作区地水域的环境，回收的废旧粉尘也會(huì)造成一(yī)定污染。而高速丝通森材激光熔覆技术由于采用金(jīn)属丝代替传统的金(jīn短作)属粉末，刚性的丝材會(huì)完全熔化形成熔覆层，熔覆过程中街計无飞溅和金(jīn)属粉尘的抛洒，其环保性要高于传统粉末激光熔覆。材料亮空利用率高。通(tōng)过精密的熔覆头设计和金(jīn)制鐵属丝材设计，高速激光熔覆过程中，金(jīn)属丝會(huì)筆得完全被熔化，且熔化过程非常柔和、无飞溅，使得(de)高速丝明街材激光熔覆拥有很高的材料利用率（材料利用率可达9視紅9%）。熔覆效率高。高速丝材激光熔覆技术采用特殊复合能量，使得(de)金為湖(jīn)属在进入熔池前已达到半熔化状态，只需要很小(xiǎo)的能量和很裡車短(duǎn)的時(shí)间即可完全熔化形成熔池，因此高速丝材激光科道熔覆的熔覆效率高于传统的粉末激光熔覆。热输入小商自(xiǎo)、线能量低(dī)、工(gōng)件变形小(xiǎo)。高速丝材激畫相光熔覆过程通(tōng)过精确控制能量输入和较高的熔覆线速度，使得(d呢少e)其线能量低(dī)至0.29KJ/cm，大(dà)大(dà)飛購降低(dī)了由于热输入造成的工(gōng)件变形。除了上述特点之外，高速風自丝材激光熔覆技术还具有熔覆层致密、稀释率低(dī)、缺哥麗陷率低(dī)等特点。高速丝材激光熔覆可应用于零件的表面预保护覆层制备、零件明身的激光熔覆再制造以及细長(cháng)轴、薄壁等易变形零件的激光熔木窗覆。