銅和銅合金由於(yu) 具備優(you) 良的導電、導熱性能，在軍(jun) 工、冶金、海洋裝備以及航空航天等眾(zhong) 多領域得到廣泛應用。這些領域的服役環境通常比較嚴(yan) 苛，因此對銅件的性能提出了更高的要求，例如要求高強度高導電性的電磁炮導軌，要求高耐磨耐熱性的連鑄結晶器、銅軋輥等。

采用激光熔覆的方法在銅基材表麵熔覆一層紫銅或銅合金，可以大大提高銅基材料的耐腐蝕性能、耐磨性能和機械強度，提高其使用壽命。同時，對於(yu) 在惡劣服役環境下造成缺陷的銅工件，也可以采用激光熔覆的方法進行修複再製造。

對於(yu) 常規的1um左右波長的紅外激光而言，采用激光熔覆進行類似銅、鋁或金這類高反金屬的加工時具有很大的挑戰。過低的激光吸收率（~5%）使得必須采用高功率的激光器才能在銅材表麵形成熔池，但同時也會(hui) 造成加工時熔池不穩定並產(chan) 生飛濺，容易形成具有大量孔洞缺陷的低質量熔覆層，而紫銅超高的熱導率加劇了這一問題的產(chan) 生。因此，采用紅外激光難以在紫銅基板上有效形成高質量的銅熔覆層。

圖1  吸收率曲線

藍光激光器在銅加工時表現結果優(you) 異，可達到高至50%以上的吸收率。因此，采用藍光激光器可以有效解決(jue) 紫銅表麵熔覆的問題。但目前市麵上的藍光半導體(ti) 激光器功率還不高，主要集中在1000~2000W左右，對於(yu) 一些大尺寸的銅部件的熔覆還難以獲得高效、高質量的熔覆效果。

為(wei) 了解決(jue) 大尺寸的銅部件的表麵熔覆難題，廣東(dong) 硬科院重磅推出3500W藍光激光器，型號BLD-455-3500。該款激光器的激光束以自由空間的方式輸出，矩形光斑可以直接作用於(yu) 材料表麵，不需要額外的光纖或激光加工頭輸出，電光效率高。激光波長為(wei) 455±10nm，功率連續可調，最大輸出功率高於(yu) 3500W，可以應用於(yu) 有色金屬熔覆、淬火等領域，更大程度提高加工效率和加工質量。

圖2 BLD-455-3500自由輸出藍光半導體(ti) 激光器

我們(men) 采用BLD-455-3500藍光激光器搭建熔覆裝置，同時進行了紫銅基板表麵熔覆紫銅粉末的測試。

圖3 BLD-455-3500藍光激光器搭建機器人熔覆裝置

通過「圖4 紫銅熔覆成型樣品」可以看到：無論是單層熔覆還是多層熔覆，該熔覆裝置都能獲得均勻、美觀的熔覆層。

圖4 紫銅熔覆成型樣品

通過「圖5 熔覆層金相」檢測圖，可以看到：熔覆層與(yu) 基板形成了非常好的冶金結合，未發現明顯的未熔合、氣孔、裂紋等缺陷。

圖5 熔覆層金相

得益於(yu) 廣東(dong) 硬科院3500W高功率藍光半導體(ti) 激光器的成功開發，大尺寸銅部件表麵熔覆銅材的難題迎刃而解。采用BLD-455-3500藍光激光器搭建的熔覆裝置可以實現紫銅基板表麵紫銅、青銅等銅合金粉末的熔覆，有望為(wei) 業(ye) 界帶來新的機遇。