1激光熔敷技术的研究现状

激光熔覆也称作激光熔敷，添加熔覆材料在基体表面，用高能聚集的激光束，使基材表面和熔覆材料一起熔凝的方法，添料熔覆层在基材表面形成，它们的结合为冶金结合。由于激光束的高能密度，它快速加热的过程近似绝热，所以，用激光对基材进行熔覆时，它引起的热影响小，变形也小[21]。87002

大多数人认为在激光熔覆中，基体表面的大量热能主要来源是熔化了的熔覆材料对母材表面的热量传递和高温辐射，很少有人会这样认为，当激光进行熔敷时，激光会直接加热母材表面，目前还没有确切的结论[22]。因此，通过试验刘喜明等人通过研究自动送粉激光熔覆，得出了来自母材表面的加热能量的真正来源，他提出了吸收透光能量线密度和透光率等概念，得出了母材所能够吸收的总能量的计算公式和透光率的计算公式，并通过实验检测出吸收透光能量线密度和透光率的计算值与试验检测结果相吻合。从理论、试验上，证明了激光熔覆的时候，激光会在加热熔覆材料的同时，加热基体材料表面[23]。

近年来，许多研究者利用计算机建立模拟程序，模拟激光熔敷的整个过程，通过模拟技术，来演示激光熔敷过程中激光对于熔敷层和基体的影响，并通过设置计算方法，计算出模拟出来的熔敷层有哪些好一些的性能，如高强度、高硬度、耐磨性、耐蚀性等，这中研究，对于实际生产有着很重要的影响，不仅能够节省材料的损失，而且还能够降低生产周期，降低生产成本和生产出错率。

自1974年Gnanamuthu申请了利用激光熔覆技术在金属基体表面熔覆一层金属涂层方法的专利之后，美国AVCO和METCO公司都做了大量基础研究工作[24]。2005年，Grunewald等设计了一种新的送粉系统，可以通过自制的设备反馈信息，来告知使用者送粉状态，保证整个熔敷过程送粉速度保持不变；由于其高度集成和重量较轻，整个供给装置可以方便地安装在激光头上进行工作。为了送粉能够达到各个方向，J。Lin和W。M。Steep设计发明出一种新的合金粉末喷嘴装置，粉末材料和气体与激光束一起，从同方向射入基体，并使基体表面熔化形成熔池，粉末利用率可以高达40%[25]。

2 我国激光熔敷技术发展存在问题

如今，在工业生产中，有很多部件都是处在一个相对比较恶劣的工作条件下，比如在航空行业中使用的发动机零件，汽车零部件等等，这些材料都是在工作中承受着相当大的载荷和磨损。因此，在实际生产研发过程中，提高材料的强度、韧度以及抗磨损能力，是很大一个问题，所以，发现新的熔敷材料，是解决这类问题的一个很重要的方法[26]。论文网

镍基合金材料有发动机心脏的称号，主要用来生产航空专用的涡轮发动机的叶涡轮燃烧室等高温部件、工作温度很高并且需求量也很高。镍基合金用来制作这些东西时，能够增大抗拉应力并且能承受频率、幅值变化很大的应力，因为航空发动机非常精密，所以要求很高，许用磨损量为1~1。5mm，所以就要经常换修叶片，要消耗大量资金，因此维修叶片的成本非常高，美国俄克拉荷马州的空军基地Logistics维修中心仅叶片修复一项获得的经济效益就可以达到上千亿美元，国内也在开展这方面的工作，但还只是用于研究，还没有投入使用[27]。

钛合金也可以作为制造航空发动机的零件，这些零件依然会存在磨损的情况，所以，在航空发动机的维修中，这些耐磨性较弱的材料是生产、维修发动机的很大的问题。如今使用激光熔敷技术来修复航空发动机上所使用的合金零件，能够使零件的寿命提高1~2倍，但是仍存在一些方式方法上的不足之处[28]。