一、 激光熔覆特點

    1. 技術特點

    激光熔覆最重要特點是熱量集中，加熱快冷卻快熱影響區小，特別對不同材質之間熔融有著其它熱源無法比擬的特點，也正是這一特殊的加熱和冷卻過程，在熔鑄區域產(chan) 生的組織結構也不同於(yu) 其它熔覆（噴焊·堆焊·普通焊接等）手段，甚至可以產(chan) 生非晶態組織，特別是脈衝(chong) 激光更為(wei) 明顯。這就是所謂激光熔覆不變形無退火的原因。但我以為(wei) 這隻是從(cong) 工件整體(ti) 宏觀講，而當你對熔覆層和熱影響區進行微觀分析時，你會(hui) 看到另一種景象，這一點我將在後麵講到。

    2. 設備特點

    激光熔覆目前國內(nei) 采用采用兩(liang) 種機型；CO2激光器，YAG激光器。前者為(wei) 連續輸出，熔覆用機一般在3KW以上；YAG激光為(wei) 脈衝(chong) 輸出，一般在600W左右。對於(yu) 設備，一般使用者很難吃透，嚴(yan) 重依賴生產(chan) 方的服務，購買(mai) 價(jia) 格昂貴，維護成本、零部件價(jia) 格很高，再加上設備穩定性和耐受性與(yu) 國外比較普遍都有差距。因此激光熔覆機一般用在特殊領域，普通工業(ye) 製造、維修領域難有效益。

    3. 工藝特點

    第一 前期處理：激光熔覆一般隻需將工件打磨幹淨，除油，除鏽，去疲勞層等，比較簡單。

    第二 送粉：CO2激光器功率較大，一般用氬氣送粉；YAG激光功率小，一般用自然落粉的方式。這兩(liang) 種方式在熔覆時都基本在水平位置形成熔池，傾(qing) 斜稍大粉末便不能正常送達，激光的使用範圍受到限製，特別是YAG激光器。

    第三 從(cong) 熔池形成的狀態看：由於(yu) 激光的控製精度高，輸出功率恒定，且沒有電弧接觸，所以熔池大小深度一致性好。

    第四 加熱快冷卻快：影響金屬相形成的均勻度，也對排氣浮渣不利，這也是造成激光熔覆形成氣孔，硬度不均的重要原因，特別是YAG激光傾(qing) 向更嚴(yan) 重。

    第五 材料選擇：由於(yu) 不同材料對不同波長激光的吸收能力不同，造成激光熔覆材料選擇限製較大，激光更適於(yu) 鎳基自熔性合金等一些材料，對碳化物，氧化物的熔覆更困難一些。

    二、 微束等離子熔覆特點

    1. 技術特點：

    微束等離子熔覆機所采用的等離子束，是一種電離弧，比弧焊機熱量更集中，所以加熱速度更快，為(wei) 了獲得更集中的離子束，一般采用高壓縮比孔徑，小電流，以便控製基體(ti) 溫度不致太高，避免引起退火變形。當然這與(yu) YAG激光器加熱速度無法比擬。由於(yu) 等離子弧為(wei) 連續工作，造成機體(ti) 冷卻相對較慢，形成的過渡區域比激光熔覆要深一些，這對硬麵材料熔覆來說，應力會(hui) 釋放的好一些。

    2.設備特點：

    微束等離子熔覆設備是在直流焊機的基礎上發展而來，其電源·噴槍·送粉器·擺動器等，技術門檻低，容易製造，可靠性好，維護使用簡單，耗電少，使用成本低，通用性好，生產(chan) 成本低，適應性好，便於(yu) 規模化生產(chan) ，效益顯著，對環境要求低，對材料適應廣泛。隨著電氣技術的進步，我國的焊機技術水平已經具備足夠的支持能力。另外設備體(ti) 積小，重量小，焊槍可以手持把握，這使它使用起來更靈活方便，輔助工裝的造價(jia) 便宜。

    3. 工藝特點：

    第一 前期處理簡單：隻需除鏽去汙去疲勞層即可。

    第二 送粉：采用氬氣送粉，送分精度要求低，可以有一定的傾(qing) 斜度。這樣就允許手工操作，對於(yu) 金屬修複比較適用。

    第三 微束等離子穩定性好：微束等離子的穩定性好，熔池的形成也易於(yu) 控製，敷材與(yu) 機體(ti) 融合充分，區域過度較好。

    第四 加熱和冷卻速度低於(yu) 激光：熔融狀態維持時間長，有利於(yu) 金相組織均勻形成，排氣浮渣較好，在粉末噴出過程中就已經加熱，且有氬氣和離子氣的保護，所以熔覆層均勻度更好，氣孔夾渣等缺陷更少。

    第五 材料選擇：等離子加熱方式對材料限製少，材料選擇更廣泛，對碳化物，氧化物的熔覆更容易一些。

    三、 關(guan) 於(yu) 熔覆中的幾個(ge) 問題

    1. 關(guan) 於(yu) 焊接應力：我們(men) 必須建立一個(ge) 概念，不管使用了什麽(me) 樣的名詞（如焊接·堆焊·噴焊·熔覆等）都是在加熱的情況下，在金屬基體(ti) 上的熔鑄，那麽(me) 從(cong) 加熱到熔鑄，再到冷卻這一過程中，必然產(chan) 生應力。除了極特殊材料，一般影響最大的還是收縮應力，不同的焊接方式，無非是從(cong) 加熱方式速度，填充材料和一些其它條件不盡相同。那麽(me) 減少這種應力對基體(ti) 及熔鑄層的影響，都是我們(men) 追求焊接質量時要考慮的重要方麵。我以為(wei) ，收縮應力無法避免，那麽(me) 應力釋放才是解決(jue) 焊接應力問題的關(guan) 鍵。也就是說這種收縮應力釋放到哪裏，從(cong) 機體(ti) 到熔鑄區域應力如何分配，才是我們(men) 需要而且能夠解決(jue) 的問題。

    2. 為(wei) 什麽(me) 激光焊接（熔覆）變形小：主要是熔鑄區域小，過渡區域小，收縮量小。那麽(me) 材料在收縮過程中所產(chan) 生的收縮力，不足以使整個(ge) 機體(ti) 變形。這就是所謂激光熔覆不變性的原因（所以當機體(ti) 尺寸過小時同樣會(hui) 產(chan) 生變形）這也是激光焊接（熔覆）的優(you) 勢。那麽(me) 這種焊接應力到哪裏去了呢？它主要是釋放到熔鑄區域和過渡區域了。那麽(me) 這就產(chan) 生了兩(liang) 個(ge) 問題。一是熔鑄區容易產(chan) 生裂紋，所以激光熔覆對材料的延展性要求比較高，如鎳基粉末；二是過渡區應力大，由於(yu) 激光焊接過程中加熱快冷卻快，產(chan) 生的過渡區尺寸過小，造成這一區域應力集中，這就影響了激光焊接（熔覆）的結合效果。特別是在基體(ti) 與(yu) 焊材機械性能相差較大時，傾(qing) 向更嚴(yan) 重，甚至產(chan) 生脫落現象，這就要求在激光熔覆時格外注意過渡層的材質和厚度設計。

    3. 為(wei) 什麽(me) 等離子熔覆（堆焊）不易產(chan) 生裂紋·氣孔等缺陷：主要原因有三。一是等離子做熱源進行熔覆（堆焊）與(yu) 埋弧焊氣保焊等熱量更加集中，離子弧穩定性更好，沒有電極熔耗，輸出熱量均勻，便於(yu) 控製，這樣使得熔鑄區熱量分布均勻，材料熔合充分均勻，排氣浮渣都充分，收縮應力分布均勻。二是由於(yu) 等離子設備控製精度高，對熔鑄區和過渡區的控製方便，且均勻度好，應力分配更容易控製合理。三是用氬氣保護不需要各種添加劑，也不存在排氫，氧化等問題，所以等離子熔覆（堆焊）更適合大麵積，大厚度，高質量的硬麵熔鑄（如高錳·高鉻陶瓷材料等）適合於(yu) 製造耐磨板、閥門、軋輥等。

    4. 熔覆的工藝性：關(guan) 於(yu) 激光熔覆和等離子熔覆，有許多同行發表了很多文章，大部分都強調激光的優(you) 勢，這也是大家所追求的目標。然而，多數是從(cong) 微觀角度用金相分析的方法評價(jia) 激光的。但凡事都有其兩(liang) 麵性，激光熔覆也有其劣勢。在工藝方麵就有許多限製，在生產(chan) 實際中更需要高的操作技能，給許多客戶造成困難。我認為(wei) 主要是加熱快，冷卻快造成的熔覆層熔融時間過短造成光斑外緣和內(nei) 緣差別大，組織形成不均勻，應力分配不勻，排氣浮渣不充分，造成硬度不均，易形成氣孔夾渣等問題，難以獲得大麵積完美的熔覆層，YAG激光尤其為(wei) 甚。所以激光熔覆從(cong) 選材到操作都應格外細致。等離子熔覆相對激光講輸入熱量大，基體(ti) 變形量比激光大。但其熔融充分，硬度分布均勻，排氣浮渣徹底。材料選擇範圍廣，易於(yu) 操作，易獲較為(wei) 完好的整體(ti) 熔覆層，成本低，效益好。因此在大麵積，大厚度，熔覆方麵有著明顯優(you) 勢。#p#分頁標題#e#