激光熔凝是以很高的激光功率密度、在極短的時間內(nei) 與(yu) 金屬交互作用，使金屬表麵局部區域在瞬間被加熱到相當高的溫度使之熔化，隨後借助於(yu) 冷態的金屬基體(ti) 吸收和傳(chuan) 導熱的作用，使已熔化的極薄表層金屬快速凝固。激光熔凝得到的是鑄態組織．其硬度較高。耐磨性亦較好。其工藝過程與(yu) 激光相變硬化類似，隻不過功率密度和輻照時間存在差異。鋁合金表麵熔凝可以改善表層組織。使其細化．清除表麵缺陷，進步鋁的使用性。銅合金表麵重熔、熔凝層組織更加細密均勻，導電性和耐磨性進步。對接觸電極導電性起重要作用。該工藝在冶金行業(ye) 比較典型的是軋輥激光毛化技術。可以在毛化的同時，使激光作用區的材料獲得超常硬度．給軋麵帶來超常的強韌化效果，延長軋輥使用壽命。激光熔凝在石油行業(ye) 中的應用較少。前蘇聯鑽井技術研究所等單位用1 kW的CO2氣體(ti) 激光器對128700型軸承表麵進行短周期的激光快速加熱和深層熔化．然後控製冷卻速度，使鋼球的表麵硬度為(wei) HRC57-58；軸圈和座圈的表麵光潔度高。不必精加工，而且滾道的耐磨性好，強化深度可達1.2 cm。

激光合金化類似於(yu) 激光熔覆．但二者又有不同。激光合金化和激光熔覆都是利用高功率密度的激光束照射被覆在工件表麵的金屬或合金塗層。使之熔融。從(cong) 而強化表麵的工藝。二者的主要區別在於(yu) 基材表麵的熔融程度。激光合金化是用激光束照射被覆純金屬或合金塗層的工件表麵。在基材上形成熔池。使合金元素因表麵張力和溫度梯度引起機械攪拌，以及在熔池中的擴散，可在極短的時間內(nei) 熔於(yu) 一層厚度為(wei) 10-1 0熔化層內(nei) ，以到表麵合金化的目的。激光合金化中加進的元素和基材一起熔化。並混進融化的基材中形成一種新的合金．其成分既不同於(yu) 外加合金。也不同於(yu) 基材。我國已開始把激光合金化技術應用到實際產(chan) 品上，以此來強化新型高溫結構材料．以進步其耐磨性圈。當激光脈衝(chong) 功率足夠高時(109 W/cm2)，短時間內(nei) 金屬表麵產(chan) 生汽化、膨脹、爆炸，產(chan) 生的衝(chong) 擊波對金屬表麵形成很大壓力．使材料表麵塑變、位錯等．從(cong) 而能明顯進步材料的硬度、屈服強度和抗疲憊性能。由激光衝(chong) 擊波作用，使材料表麵硬化和強度進步的方法稱為(wei) 激光衝(chong) 擊硬化。這一方法在航空產(chan) 業(ye) 中得到應用。航空鋁的激光衝(chong) 擊硬化層可使疲憊強度進步4.5-9.8倍。奧氏體(ti) 鋼經5次衝(chong) 擊硬化後，硬度進步20％-40％，Ti及其合金經激光衝(chong) 擊硬化也有較好效果。

近年來．激光表麵強化處理已經從(cong) 相變硬化階段、表麵合金化階段發展到反應表麵強化階段--即在一定條件下。通過化學反應而在基材表麵天生一些強化相，以達到強化的目的，它可分為(wei) 激光物理氣相沉積(LPW)和激光化學氣相沉積(LCVD)。在機械領域．尤以金屬材料的激光陶瓷塗層和塗膜技術引人注目。可以通過控製激光功率密度與(yu) 處理時間來獲得不同性質、不同厚度的陶瓷塗層和塗膜陶。這一技術主要應用於(yu) 電子產(chan) 業(ye) 中。但在石油石化行業(ye) 的應用還有待於(yu) 開展研究工作。

總結：

石油礦場的工況比較惡劣。很多金屬零部件長期承受重載荷並在有腐蝕、磨損的工況下使用，致使其過早發生失效破壞，進而縮短使用壽命。停產(chan) 檢驗和更換新部件．既增加材料本錢．又影響油田生產(chan) ，帶來多方麵的損失。利用激光表麵改性技術能使低等級材料實現高性能表層改性。達到零件低本錢與(yu) 工作表麵高性能的最佳結合。為(wei) 解決(jue) 整體(ti) 改性和表麵改性的矛盾帶來了可能性，對重要構件材質與(yu) 性能的選擇匹配、設計、製造產(chan) 生重要的影響。目前。激光相變硬化和激光熔覆在石油石化行業(ye) 已獲得了一定應用，但主要局限於(yu) 井下采油機械和井下鑽井機械方麵。激光加工技術在石油機械行業(ye) 中還未得到廣泛應用，還有很多設備的加工值得采用激光強化技術。例如石油礦場、石化工廠有很多關(guan) 鍵性的易損部件，對損壞零件棄舊換新本錢高，若能使用激光熔覆修複重新利用，則能明顯降低本錢。另外．輸油管、鑽柱在石油產(chan) 業(ye) 中用量大、質量要求高，如能研究出一種高效、實用、經濟的高功率激光加工係統，使管材內(nei) 外表麵淬火硬化、合金化、非晶化、上釉等，便可解決(jue) 其腐蝕疲憊斷裂題目，具有明顯的經濟效益。另外，若能用激光表麵強化技術對石油產(chan) 業(ye) 中用量很大的抽油杆柱進行強化和修複，其經濟效益也是非常可觀的。