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shi dian lun tan
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◎饶鸿
摘要：本文先从工艺研究过程、组织与性能研究层面论述了超高速激光熔覆技术研究现状，而后探索了此技术发展方向，进行展望，以供参考。关键词：三维增材技术；发展方向；超高速激光熔覆
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超高速激光熔覆属于一种新型技术，在表面涂层中得到了良好应用，有助于获得低稀释率、无缺陷的熔覆涂层，但也存在一些不足之处。为此，有必要探索超高速激光熔覆技术研究现状及发展方向。 电网谐波治理装置一、超高速激光熔覆技术研究现状分析（一）工艺研究过程
针对于超高速激光熔覆技术的研究，属于一项系统工程。在此方面，Thomas 等人加大了研究力度，针对于超高速激光熔覆工艺研究方面投入了大量精力。在Metco Clad 625F、IN625 的镍基粉体材料
的处理环节，主要是依托4kW 激光器实现的，将其沉积在铬镍合金钢基体上。在这一基础上，强化对各个变量的控制，如沉积速率、载气流量、激光能量等等，对有关参数进行全面分析，探索其对熔覆层厚度所产生的影响。在此方面，着重对两个变量考量，进一步明确它们与涂层厚度的关系。第一个变量为送粉率，第二个变量为沉积速率，在研究与探索中，发现涂层厚度与沉积速率呈反比，即沉积速率呈上升趋势时，涂层厚度会下降。而送粉率和涂层厚度成正比关系，即当送粉率提高时，涂层厚度也会随之增加。一般来说，工艺参数不同，涂层厚度也具有差异性，但整体范围主要在25-250（单位μm）之间。针对这一研究，山东大族再制造有限公司人员也开展了相应的试验，最后的试验结果与上述得出的结论具有一致性。除此之外，Conny 等人还采用其他材料进行了超高速激光熔覆工艺试验，得出了新的结论。在该试验中，使用的主要材料有两种，一种为In625粉体材料，另一种材料为马氏体不锈钢粉体，重点分析了搭接率、送粉率以及激光功率等变量和涂层厚度之间存在的关系，如果这几个变量分别用O、G、P来表示，那么可用t=n G/[P(100-O)]表示相应的关系，在此公式中，n 代表的是>0的自然数，在明确此函数关系的情况下，可为之后的超高速激光熔覆工艺研究提供依据，优化研究结果。
通过对超高速激光熔覆粉体分析可知，在其进入熔池之前的阶段，由于受到激光辐照，所以此时便已出现了熔化的现象。基于此，积极获取粉体的温度场是必要的。在超高速激光熔覆粉体研究层面，Koruba 等人做出了重大贡献，借助有关设备着重采集和分析了粉体温度与形貌的分布，强化了对其分
布状况的了解。在采集工作完成之后，对所采集的数据开展了分析，表明在表征激光与粉体材料作用的过程中，无论是中波红外谱，还是短波红外谱都发挥着重要效能。Kelbassa、Thomas 在超高速激光熔覆技术研究中，更多的是倾向于在通过粉体后，激光能量的衰减情况，从而可更加全面的了解粉体材料对激光的吸收现状，以此为基础，有助于明确激光能量的分配比例。最终研究结果为：当激光穿过粉体之后，送粉率对剩余能量产生着重要影响，在送粉率提升时，剩余能量会逐渐减少，同时其也与粉体颗粒直径呈正比关系，若粉体颗粒直接比较大时，剩余能量也会增加。
（二）组织与性能研究
在超高速激光熔覆技术研究中，组织与性能研究是重要的方向，不可忽视。李俐、Li Tianci、Shen Bowen 分别为哈尔滨工业大学、北京交通大学、京国家轻量化创新研究院的人员，其在超高速激光熔覆组织与性能研究中有所成就。例如，AISI 4340 低合金钢涂层制备中，对超高速激光熔覆技术进行了运用。再如，依托此技术，完成了对431不锈钢涂层的制作。同时，在实际研究过程中，还和传统激光熔覆制备的涂层进行比较，对于
各个制备技术以及依靠此技术获得的涂层组织开展了相关的评价。在观察和分析两种不同制备的涂层之后可知，即便是使用传统激光熔覆，所制备出来的涂层也不存在气孔缺陷。另外，其共同之处还表现在冶金结合、无裂纹等方面。两种技术制作的涂层差异之处主要是涂层搭接密度方面，相对来说，
超高速激光熔覆技术更具优势，基于此技术的涂层搭接密度更大些，并存有条熔道叠加的现象，使得单道涂层呈现出新的特点，其中薄和宽的特性是较为突出的。高搭接率的重要性不言而喻，如要想形成均匀致密且厚度达标的涂层，就需要以高搭接率为出发点。由于高搭接导致的每道熔池熔化的区域没有全部位于基体上，所以会使得基体的热输入量呈现明显的递减趋势，最终的基体熔化量、热影响区通常都是比较小的。传统激光熔覆的熔池与超高速激光熔覆的熔池恰恰相反，基体所受的热辐射量相对很大，容易出现涂层的稀释现象。在超高速激光熔覆技术的性能评价中，Montes、Li 是重要的代表人物，其测试了涂层拉伸性能。
二、超高速激光熔覆技术发展方向研究（一）超高速激光沉积三维增材技术开发
现阶段，在科技环境下，超高速激光沉积三维增材技术水平日趋成熟和完善，在轴、盘类工件表面涂层制备过程中，深入挖掘了该技术的作用，并加强了应用，可将其纳入二维曲面增材范围。在未来发展中，向三维技术拓展是重要的发展方向。当前，最关键的三维增材技术主要有两种，一种为电弧沉积式增材技术，另一种是铺粉式激光选区熔化增材技术。虽然其具有诸多优点，但是在具体运用中，同时满足精度与效率需求难度是比较大。为此，应进一步增加超高速激光熔覆技术含量，强化应用成果。在进行超高速激光沉积三维增材技术开发时，有机配合高精度熔覆喷嘴，以便在满足零件制备精度需求的基础上，有效提高效率。
（二）超高速激光熔覆过程精度控制
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超高速激光熔覆在具体应用中，表现出很大的优越性，其发展前景是广泛的。由于以往的超高速激光熔覆技术存有成型精度方面的缺陷，因此在未来发展中，应重视加强精度控制，提高运用效果。为达到这一目标，应对新型熔覆头及测控系统加以利用，其是由弗劳恩霍夫激光技术研究所和相关合作单位开发的。此系统表现出良好的控制性能，例如能够对汇聚粉斑的位置进行较为精准的测量、可对沉积粉体的流速加以控制，对超高速激光熔覆层的精度提升具有重要意义。另外，粉体在线监控系统对于超高速激光熔覆过程精度控制也是有帮助的，有助于实现熔覆过程的有效监控。
三、结束语
总之，超高速激光熔覆的技术拥有典型优势，发展前景广阔，值得研究和探索，应在不断完善的基础上，推广使用。
（作者单位：南京中科煜宸激光技术有限公司）减速路拱
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参考文献
[1]吴影，陈文静，陈辉，等.超高速激光熔覆技术研究现状及其发展方向[J].电焊机,2020,50(03):1-10+140.
小环钗[2]李俐，申发明，周远东，等.超高速激光熔覆与常规激光熔覆431不锈钢涂层微观组织和耐蚀性的
对比[J].中国激光,2019,46(10):174-183.
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