激光熔覆技术是一种利用高能激光和纳米材料对各类零件进行合金强化处理的新兴技术,处理后能够显著提高其表面硬度和耐磨性,延长零件使用寿命,提高作业率,达到增产降耗的目的

镁合金具有密度小，比强度、比刚度高，导热性好，良好的电磁屏蔽特性和阻尼减震能力。镁合金已经取代许多锌、铝、铸铁和钢等材料，广泛应用于航空航天、汽车、计算机、通讯等行业，特别是汽车行业对镁合金零件的需求量急增，使镁合金的应用表现出强劲的发展势头。然而，镁合金较差的耐磨性、耐蚀性制约着镁合金潜力的发挥。因此，镁合金的表面处理技术受到研究者的高度重视。

激光加工技术是近几十年来迅速发展起来的一门高新技术。综述激光表面改性技术在铁合金上的研究与应用。探讨激光表面处理技术在镁合金中应用的发展趋势和广阔前景。

镁合金具有密度小，比强度、比刚度高，导热性好，良好的电磁屏蔽特性和阻尼减震能力。镁合金已经取代许多锌、铝、铸铁和钢等材料，广泛应用于航空航天、汽车、计算机、通讯等行业，特别是汽车行业对镁合金零件的需求量急增，使镁合金的应用表现出强劲的发展势头。然而，镁合金较差的耐磨性、耐蚀性制约着镁合金潜力的发挥。因此，镁合金的表面处理技术受到研究者的高度重视。

1、技术特点

激光熔覆重要特点是热量集中，加热快冷却快热影响区小，特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊·堆焊·普通焊接等)手4段，甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。但我以为这只是从工件整体宏观讲，而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时，你会看到另一种景象，这一点我将在后面讲到。

2、设备特点

激光熔覆目前国内采用采用两种机型;C02激光器，YAG激光器。前者为连续输出，熔覆用机一般在3KW以上;YAG激光为脉冲输出，一般在600W左右。对于设备，一般使用者很难吃透，严重依赖生产方的服务，购买价格昂贵，维护成本、零部件价格很高，再加上设备稳定性和耐受性与国外比较普遍都有差距。因此激光熔覆机一般用在特殊领域，普通工业制造、维修领域难有效益。

3.工艺特点

第 一 前期处理：激光熔覆一般只需将工件打磨干净，除油，除锈，去疲劳层等，比较简单。

第二 送粉：C02激光器功率较大，一般用氩气送粉;YAG激光功率小，一般用自然落粉的方式。

这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池，倾斜稍大粉末便不能正常送达，激光的使用范围受到限制，特别是YAG激光器。

第三 从熔池形成的状态看：由于激光的控制精度高，输出功率恒定，且没有电弧接触，所以熔池大小深度一致性好。

第四 加热快冷却快：影响金属相形成的均匀度，也对排气浮渣不利，这也是造成激光熔覆形成气孔，硬度不均的重要原因，特别是YAG激光倾向更严重。

第五 材料选择：由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同，造成激光熔覆材料选择限制较大，激光更适于镍基自熔性合金等一些材料，对碳化物，氧化物的熔覆更困难一些。

关于熔覆中的几个问题

1、关于焊接应力：我们必须建立一个概念，不管使用了什么样的名词(如焊接·堆焊·喷焊·熔覆等)都是在加热的情况下，在金属基体上的熔铸，那么从加热到熔铸，再到冷却这一过程中，必然产生应力。除了极特殊材料，一般影响大的还是收缩应力，不同的焊接方式，无非是从加热方式速度，填充材料和一些其它条件不尽相同。那么减少这种应力对基体及熔铸层的影响，都是我们追求焊接质量时要考虑的重要方面。我以为，收缩应力无法避免，那么应力释放才是解决焊接应力问题的关键。也就是说这种收缩应力释放到哪里，从机体到熔铸区域应力如何分配，才是我们需要而且能够解决的问题。

存在的问题

评价激光熔覆层质量的优劣，主要从两个方面来考虑。

一是宏观上，考察熔覆道形状、表面不平度、裂纹、气孔及稀释率等;

二是微观上，考察是否形成良好的组织，能否提供所要求的性能。此外，还应测定表面熔覆层化学元素的种类和分布，注意分析过渡层的情况是否为冶金结合，必要时要进行质量寿命检测。

研究工作的重点是熔覆设备的研制与开发、熔池动力学、合金成分的设计、裂纹的形成、扩展和控制方法、以及熔覆层与基体之间的结合力等。

激光熔敷技术进一步应用面临的主要问题是：

①激光熔覆技术在国内尚未完全实现产业化的主要原因是熔覆层质量的不稳定性。激光熔覆过程中，加热和冷却的速度极快，高速度可达1012℃/s.由于熔覆层和基体材料的温度梯度和热膨胀系数的差异，可能在熔覆层中产生多种缺陷，主要包括气孔、裂纹、变形和表面不平度.

②光熔敷过程的检测和实施自动化控制。

③激光熔覆层的开裂敏感性，仍然是困扰国内外研究者的一个难题，也是工程应用及产业化的障碍，虽然已经对裂纹的形成扩进行了研究，但控制方法方面还不成熟。

应用与前景

进入20世纪80年代以来，激光熔覆技术得到了迅速的发展，已成为国内外激光表面改性研究的热点。激光熔敷技术具有很大的技术经济效益，广泛应用于机械制造与维修、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。

激光熔覆技术已经取得一定的成果，正处于逐步走向工业化应用的起步阶段。今后的发展前景主要有以下几个方面：

(1)激光熔覆的基础理论研究。

(2)熔覆材料的设计与开发。

(3)激光熔覆设备的改进与研制。

(4)理论模型的建立。

(5)激光熔覆的快速成型技术。

(6)熔覆过程控制的自动化。