激光制造技术

1、第八章 激光制造技术6KW横流CO2激光器,六轴四联动悬臂式结构数控激光加工机床激光制造技术 激光制造技术是涉及了光子学、机械学电子学、计算机及材料学等多学科综合交叉的高新技术。 自激光诞生起，半个世纪以来获得了全面发展，激光制造技术产业已成为世界科学密集型工业中的主要产业，涵盖了所有制造领域。 本课主要介绍激光切割技术、激光焊接技术和激光表面工程技术。切 割24%焊 接14%打 标24%微 处 理14%雕 刻12%打 孔3%其 它9%各种加工方法的应用比例各种加工方法的应用比例第一节 激光切割技术 下料工作革命性的变革 TLV510 COCO2 2激光切割机床一、激光切割技术基础 广泛应用汽

2、车、机车车辆制造及航空、化工、轻工、电器与电子、石油冶金等1、激光切割原理 激光高功率密度光斑，将材料快速加热至汽化温度，蒸发形成小孔洞后，再使光束与工件相对移动，从而获得窄的切缝。激光切割头结构典型激光器：CO2激光器YAG激光器 COCO2 2激光切割设备，主要由激光器、导光系统、机床本体、数控系统等组成。典型的CO2CO2激光切割设备的基本构成如下图所示。CO2激光加工系统组成图 1冷却水装置；2激光气瓶；3辅助气体瓶；4空气干燥器；5数控装置； 6数控系统；7伺服电动机；8切割工作台；9割炬； 10聚焦透镜；11丝杆； 12反射镜；13激光束； 14反射镜；15激光器； 16激光电源；

3、17伺服电动机和割炬驱动装置切割原理2、激光切割分类、激光切割分类、汽化切割：功率高，直接汽化。 功率密度：108W/cm2 如：飞秒激光器的切割、熔化切割：主要由惰性气体保护，并 吹除激光融化材料 功率密度：107W/cm2 如：铝合金、钛合金、不锈钢等、反应熔化切割（氧化助熔切割）： 金属氧化放热反应 特别是应用碳钢、控制断裂切割：热脆性材料 不熔化控制裂纹，如：玻璃切割3、激光切割的主要特点、激光切割的主要特点、切缝质量好：切缝窄（0.1-0.5mm）、 精度高（误差0.05mm）、 切缝光滑（Ra12.5-25m）、切割速度快、效率高：数控系统， 无接触加工。、热影响区小、几乎无变形。

4、（虽然功率高，但光斑小、速度快。） 特定场合可控制在0.05mm以下、良好的切割环境：清洁、安全、劳动强度低 自动化程度高，全封闭。无污染、无噪声。、切割范围广：几乎可用于任何材料的切割 包括金属、非金属，高硬度、高脆性、高 熔点材料。、抗电磁干扰：与电子束相比、易于传输：与数控系统或者机器人连接用 光纤传输，构成柔性加工系统。、激光切割经济效益好：对难加工的材料更 好、节能和节省材料： 节能：对于常规热加工。 节省材料：切缝窄、数控套裁。 激光切割4、常用工程材料的激光切割 （1）、金属板材的激光切割 、普通碳钢的激光切割：通过吹氧可以高效、高质 完成 、不锈钢及合金钢的激光切割：高压氮气辅

5、助切割， 要求不高时可用压缩空气。也可用脉冲激光器。、铝及合金的激光切割 ：铝的激光反射率很高，表 面处理或钻孔和从边缘切起。也可高重复频率、高 峰值功率脉冲激光。、铜及其合金的激光切割：高反射率、高热导率，连 续激光很难切割。用高重复频率、高峰值功率激光， 辅助吹氧进行。、钛及合金的激光切割：辅助气体空气、镍合金的激光切割：高压氧气 （2）、非金属材料的激光切割、有机材料激光切割： 用CO2激光器激光吸收好，熔化切割，需要功率小100W可以 切割20mm厚 特殊场合：有机聚合物，微加工，紫外激光质量高。、纸张、木材激光切割： 特点：气化切割，快速 高质：辅助气体氮气、玻璃和石英的激光切割：

6、激光器：COCO2 2激光器，玻璃易碎，石英效果好 、陶瓷材料的激光切割： 防止裂纹：预加热或使用脉冲激光。 、复合材料的激光切割： 加工优势：无接触 切割原则：复合材料的切割性能好的一面 、酚甲醛树脂：不易激光切割 原因：产生黏性物质不易吹除；反射激光 污染镜头 如：夹布胶木、玻璃胶布板激光切割金属激光切割金属激光切割非金属激光切割非金属不锈钢厚不锈钢厚1mm铝合金铝合金0.8mm0.8mm厚，小孔直径厚，小孔直径0.7 mm0.7 mm单晶硅厚单晶硅厚0.7 mm0.7 mm不锈钢厚不锈钢厚4 mm4 mm二、激光切割质量1、激光切割质量的评判依据、切缝垂直度、切口宽度、热影响区、切口表面

7、粗糙度2、激光切割质量的影响因素（1）、激光切割质量的影响因素：、材料特性、激光光束特性、切割工艺参数激光切割过程的影响因素材料对切割质量的影响影响切割的激光光束参数（2）、工艺参数的影响 、气流与喷嘴：喷嘴形状、流量、速度的影响。、聚焦镜焦距、焦点位置：焦距大小焦深长短 焦点控制高度传感器、切割穿孔技术：首先必须穿透孔 、切割速度：综合激光功率、气流气压、 氧气量确定。注意尖角效应。、程序设计：好的软件可以提高切割质量、 提高效率、节省材料。 切割质量与焦点位置的关系割缝宽度与焦点位置的关系激光切割主要辅助气体的适用材料工件拐角处的切割编程方法3、影响激光切割表面粗糙度的参数、激光系统参数：

8、 激光光束质量，光斑模式，焦距深度、切割工艺参数： 功率，切割速度，辅助气体及压力、切割材料的特性： 金属氧化物的黏滞系数及张力4、激光切割的质量控制（1）、激光切割方法、焦点的确定、穿孔操作要点、尖角的防烧熔（2）、优化加工工艺参数、激光功率W： 合理利用激光器、切割速度V0：激光功率W与辅助气体 压力P0一定时，最佳速度、辅助气体压力P0：W与V0一定时（3）、优化激光系统参数、焦点位置：离焦量，厚板考虑、光束模式：TEM00最好、透镜焦距：透镜焦距f与焦斑直径成正比、焦深（fd) ：焦深fd与焦距f成正比 厚板考虑三、连续COCO2 2激光切割的特色应用 1、钣金件激光切割 优势：批量小

9、、形状复杂、产品订货急，开模具不划算。2、整卷带钢的连续激光切割 、效率高、省材料、降低成本（带钢比板材便宜）整卷带钢激光切割机3、纸及木板的切割优点：无接触、干净、无废削应用：工艺品、砂纸、不干胶 4、亚克力及各种装饰板材的切割 建筑业的亚克力模型；装潢用文字、图案及仪器面板（树皮、木材、有机板）5、成衣业 服装打板的激光切割：减少工序皮衣、皮件和商标的激光切割；单体量体裁衣加工面料广、切口光滑无飞边、自动收口、无变形、自动化激光切割的皮件激光切割工艺品割缝断面为矩形的窄缝激光割缝管样件割缝断面为梯形的窄缝激光割缝管样件石油割缝管达的激光切割激光切割的平面木模切板四、脉冲固体激光切割应用 1

10、、微喷水波导激光切割应用 微喷水波导激光技术： 调QNd:YAG激光器；功率：30-70W；金刚石水嘴， 水压100-300Pa；水柱直径50-100m，可引导功率 密度50MW/cm2的激光。此技术还可用于特征记忆合金、 铬镍铁合金、碳化硅晶片等切割。微喷水波导激光切割晶片原理微喷水波导激光切割100m厚硅晶片2、紫外脉冲激光切割高精度模板 （1）、表面帖装元器件SMT不锈钢模板要求：、准确的开口位置和开口尺寸。、开口有锥度，侧壁光滑。、材料无应力、模板张力均匀。（2）、SMT模板制作工艺：、化学腐蚀：精度低、工序复杂、生产周期长、 污染环境。、电铸成型：技术复杂、精度高、制作周期长、 价格

11、昂贵。没有广泛应用。、紫外激光切割：无材料错位变形、热影响小、 切缝光滑无裂纹、精度高、周期短、效率高。355nm的DPSS激光切割0.25mm厚AL2O3样品激光三维切割过程激光切割完的式样五、激光三维切割大功率电子管栅极大功率电子管栅极钼厚钼厚300300微米，直径微米，直径300300微米微米航空发动机叶形孔航空发动机叶形孔不锈钢厚不锈钢厚1mm1mm，孔，孔100100微米微米切割陶瓷厚切割陶瓷厚1.7mm1.7mm色片工装色片工装铝合金厚度铝合金厚度4mm4mm激光加工三维精细切割作业：1、简述连续激光切割材料的机理和特点2、激光切割有哪些类型？3、激光切割质量的评判依据是什么？4、

12、激光切割质量的影响因素有哪些？5、激光切割工艺参数有哪些？6、激光切割碳钢时辅助气体用什么？第二节 激光焊接技术手机金属薄壳激光焊接专用系统手机金属薄壳激光焊接专用系统 一、 激光焊接技术概述 1、 激光焊接机理 激光照射焊接件，使焊接件熔化，但不汽化，待熔化后冷却凝固，两部分材料就焊接在一起了。2、激光焊接特点 、激光焊接是一种无接触加工技术，对焊接零件没有外力作用、激光对于焊接件快速加热、快速熔化、快速冷却，热影响区域小，热变形小、能够焊接高熔点、难熔、难焊的金属，异种金属甚至非金属、激光焊接工艺简单，（对于电子束）在空气中直接焊接。、焊点、焊缝整齐美观。强度高，其机械强度往往高于母材的

13、机械强度。（对材料的杂质净化）、易于自动焊接，生产效率高。可以与计算机数控系统、机械 手、机器人连接。、改善工作环境。（电焊产生有害气体 ）2、激光焊接方式、对缝焊、气体保护焊、搭接焊、激光钎焊、穿透焊3、应用范围、汽车工业（板材）、机械工业（齿轮）、电子行业（电机）、化工工业（反应釜）、国防工业（飞机板材）、仪器仪表（仪表板）、电池工业（锂电池安全阀）、医疗器械（各种不锈钢工具）摩托车排气管小法兰焊接微型USB接头二、激光焊接原理 1、激光热传导焊接 、激光热传导焊接机理： 脉冲激光照射焊件的结合部，焊件表面 吸收光能而使温度升高，热量按照固体材料的热传导理论向金属内部传播扩散，达到熔点后冷

14、却凝固，焊件熔接在一起。激光作用时间一般是毫秒量级。激光热导焊液态熔池流动趋势、激光热传导焊接参数： 激光参数（能量、脉宽、重复频率）影响扩散时间和深度 、激光热传导焊接焊接效果 决定于激光参数、被焊接材料的物理特性（热导率、熔点、沸点、材料表面状态、涂层、粗糙度、对激光的反射特性）、激光热传导焊接焊 接应用 一般熔深小于2毫米，主要用于薄板、仪表外壳、电子元件等小零件 。2、激光深熔焊接 （1）、激光深熔焊原理和特点、机理：连续激光熔化（甚至汽化） 小孔熔池 移动焊缝、小孔效应：作为一个黑体吸收激光能量，使能量向深 部传递激光焊接小孔、特点：a、焊缝与深度比：1：12 b、热影响区小，变形小

15、。c、组织细化，干净、强度高。d、焊接速度快，生产效率高。（2）、等离子的产生及其性质 激光深熔焊接是激光、保护气体、等离子体和材料之间的作用过程。等离子体可以增加激光吸收和屏蔽激光的作用等离子云变化过程等离子云变化过程（3）、影响材料对激光吸收的因素、激光波长、材料物理性质、材料表面温度、材料表面状况（4）、小孔的形成及其效应小孔是焊缝形成的前提视为黑体增加激光吸收3、激光填丝焊4、激光电弧复合焊特点：降低激光功率、提高焊接速度应用：薄板高速焊接5、激光钎焊工艺参数：激光功率、光斑直径、钎焊速度、送丝速度优点：速度快、精度高、 热影响小、焊接 质量高工艺参数：激光功率、 点焊时间、离焦量、脉

16、冲特性6、激光点焊三、激光焊接工艺工艺参数：、光束特性：激光能量、光斑尺寸、 光束模式、偏振特性、激光波长、焊接特性：焊接速度、焦点位置、 接头形式、保护气特性：气体成分、保护方式、 气体压力和流速、材料特性：材料成分、表面状态1、激光参数激光功率焊接速度（2）、激光脉冲宽度 ： 对于激光热传导焊接而言。脉宽决定了材料熔化的深度和焊缝的宽度熔深脉冲能量直径脉冲能量（1）、激光功率：激光功率与熔深和焊接速度的关系（3）、激光脉冲重复频率：每个激光脉冲形成一个熔斑，焊件的移动速度决定了熔斑的重叠率，决定了生产效率。 2、焊接速度焊接速度熔深3、焦点位置（1）、离焦量的选择：当深度焊接时，离焦量最好

17、是负离焦。焊 缝宽度决定于光斑尺寸，焦平面的光斑：D=F，F是聚焦 镜焦距，发散角。（3）、聚焦镜的焦距选择： 由D=F，D由F决定。焦深也由F决定 。深度焊接要求F一定尽量的大。 （2）、离焦量的选择的因素： 接头结构设计、焊缝的几何形状、接头的力学性能。（4）、焦点确定： 斜面扫描4、保护气性质保护气作用：（1）、防止氧化，焊缝美观、 密封。（2）、吹掉等离子体火焰， 增加激光吸收率。（3）、保护聚焦镜5、材料表面状态增加吸收率：粗糙度、表面预处理不同保护气熔深激光功率6、光束特性（1）、激光焦点处光斑： db=2.44f/D(2M+1)1/2db光斑直径 f透镜焦距D入射激光直径 M振荡

18、模数（2）、焦深与焦距的关系： Z=0.65df/D 焦深定义：d5% 焊缝深焦深长激光焦深示意图激光模式与能量分布激光焊和电弧焊焊缝截面图的比较7、激光焊接缺陷裂纹、气孔、咬边、下塌、虚焊、未焊透四、材料的激光焊接1、钢的激光焊接2、铝合金的激光焊接3、钛合金的激光焊接4、镁合金的激光焊接5、塑料的激光焊接五、激光焊接系统1、激光焊接系统2、激光焊接光学系统（1）、反射元件 功能：转变方向、聚焦 材料：铜、钼3、激光焊接机头（2）、透射材料 功能：聚焦 材料：Ge、ZnSe、GaAs4、激光加工机床（1）、激光手持系统（2）、焊接机床激光补焊机补焊效果（3）、激光焊接机器人六、激光焊接应用1

19、、激光焊接在汽车工业中的应用 现代汽车制造中，新研发的车身面板采用激光焊接工艺超过50% 法国SCIAKY公司建立了一个 6kW的CO2 激光加工站，用分光镜将激光束分到12个工位同时进行点焊，5秒钟可焊一件，不仅节省了612个电阻点焊机器人，而且因减少搭接宽度使汽车重量减轻 56kg。 激光加工技术在汽车中的应用激光加工技术在汽车中的应用激光汽车焊接利用激光技术加长利用激光技术加长“红旗红旗”轿车车身轿车车身2、激光焊接在造船工业中的应用3、激光焊接金刚石锯片4、激光焊接在铁路工业中的应用5、新型电池的激光焊接 电池安全阀结构激光焊接安全阀的自动装置锂电池外壳电池顶焊电池侧焊 英国科学家利用

20、激光代替针线缝制了一件衬衫，此举对传统缝制方法提出了挑战。这项创新技术是英国剑桥焊接技术研究院的杰作。科学家先将一层会吸收红外线的液体涂在衬衫需缝合的部位，然后将缝边折叠，使液体夹在两层要缝合的衣料之间，再利用低能量红外线激光照射这个重叠部分，将这种化学液体加温，即可焊接需缝合的部位。这种新型的缝合技术缝制的衣服还要结实，十分结实耐用，甚至可与军用衣物相比。它适用于羊毛衣、透气衣以及目前流行的弹性衣料，并且在缝合防水衣物时十分有效。并指出：该项技术很快可扩大用于各种自动服装制造业.6、激光焊接的其他应用盒体铝合金厚盒体铝合金厚3mm汽车齿轮（汽车齿轮（16MnCr5）锅炉用钢管厚锅炉用钢管厚7

21、mm纸浆过滤器不锈钢纸浆过滤器不锈钢传感器磁头焊接打印机刮墨片假牙焊接晶振点焊首饰焊接眼镜铰链手机震动器作业：1、试说明激光热传导焊接和激光深 熔焊接有何不同？2、讲述找出激光加工中激光聚焦后 焦点的操作过程3、激光焊接主要参数有哪些？说出5种 以上。4、简述激光焊接和激光切割中的“小孔” 的机理及作用 HANSGS通用型激光热处理成套设备 （6kW CO2横流激光器五轴四联动激光加工机床、飞行光路和西门子802D数控系统，积分镜输出光头并配带送粉装置）第三节 激光表面工程一、激光表面工程基础1、激光表面工程的原理与分类 激光表面工程包括：激光淬火、激光熔凝、激光表面合金化、激光表面熔覆、激光

22、非晶化、激光冲击硬化等技术 。激光材料表层组织改变（物理、化学和机械性能改变）目的：提高材料表面强度、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性2、激光表面工程将技术特点（1）、加热和冷却速度快：组织细化，综合性能好。（2）、改性层可控：改性层深度与加热时间的平根成正比。（3）、热热影响区小：应力小，不需后续处理（4）、适应性广泛且灵活：复杂零件，局部硬度，整体韧性。（5）、工艺周期短、生产效率高、成本低。可纳入生产流水线。（6）、节能、无污染：局部加热，无污染排放3、激光表面工程加工系统激光表面工程加工系统主要包括：激光器、光学系统、运动系统和控制系统（1）、激光器CO2LASER、YAG LASER（

23、2）、光学系统、光束传输：导光系统、光纤、变 换：准直、转向、整 形：振镜、转镜、积分镜、二元光学变换统、聚 焦：透镜、凹面镜（3）、激光加工机床二维六维联动（4）、送粉器（5）、测量系统激光熔覆维修：扫描、仿型、修整4、激光与材料的相互作用表面预处理：涂层5、激光表面工程缺陷（1）、裂纹、原因： 相变处理：组织体积变化 激光熔覆：材料热张系数、预防： 预热、回火（2）、气孔预防：材料选择、合理加工工艺二、激光淬火 1、激光淬火原理奥氏体马氏体激光功率密度：104W/cm2105W/cm2特点：（1）、强化效果好：由于组织细化，较常规淬火硬度高。特别 是用于低碳钢、铸铁等。（2）、硬化层可控：

24、硬化层深度与加热时间的平方根成正比。（3）、热变形小：应力小，不需后续处理（4）、适应性广泛且灵活：复杂零件，局部硬度，整体韧性。（5）、工艺周期短、生产效率高、成本低。可纳入生产流水线。（6）、节能、无污染：局部加热，不用淬火介质 2、激光淬火工艺工艺参数：激光功率P、扫描速度v、光斑大小D， H（淬火层深度）P/Dv=E/v激光正在对发电机组叶片进行热处理3、激光淬火状组织性能4、激光淬火应用 交通运输、纺织机械、钢铁冶金、模具制造、精密仪器、机械加工，其中汽车上几十个零部件采用了激光淬火超细马氏体组织#45 钢激光淬火区金相组织（1）、发动机缸套缸体激光淬火： 应用汽车、摩托车、拖拉机、

25、坦克、油泵、空压机等。 对于灰铸铁或合金铸铁。硬度180-250Hv，经激光淬火后，可以达到800Hv以上，发动机使用寿命提高20-30%。（2）、缸套缸体淬火网纹：（由磨擦副摩擦方式决定） 淬火面积20-30%，软硬相间，顶部加密。 （3）、缸套缸体淬火网纹优点： 、节能 、骨架硬化耐磨性好、含油润滑性好、抗拉缸激光正在对油田油管进行表面热处理 激光热处理后的油田接箍激光对齿轮轴进行表面热处理激光对体积很大、易变形的斜齿轮、人字齿轮及螺旋齿轮进行表面热处理激光淬火后的发动机缸套对轧辊进行激光硬化处理激光正在对钢铁厂轧辊进行热处理激光热处理后的发电机叶片激光正在对汽车模具进行热处理导轨表面强化

26、导轨表面强化 (材料材料: 高强钢高强钢)曲轴激光淬火长2.5米，直径5060mm细长空心轴表面激光淬火，挠曲变形仅0.060.15mm激光硬化处理后的齿轮叶片激光表面硬化处理激光对钢铁行业的剪刀进行表面热处理激光对石油行业中的抽油泵进行热处理三、激光熔凝1、激光熔凝原理材料固态液态固态熔化激光凝固自然冷却(1)、激光功率密度：105W/cm2107W/cm2(2)、激光熔凝组织：过饱和固熔体、纳米晶、非晶(3)、激光熔凝层：熔凝区、相变区、热影响区(4)、熔凝强化作用：细晶强化、固溶强化、沉淀强化、位错强化(5)、激光熔凝效果：综合性能提高，硬度、塑韧性同时提高激光熔凝和组织结构2、激光熔凝

27、材料（1）、碳钢：效果好（2）、不锈钢： 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，性能显著提高 2Cr13马氏体不锈钢，工艺严格控制（3）、模具钢：效果好（4）、铝合金：效果好（5）、镁合金：效果好3、激光熔凝应用汽车凸轮轴材料：铸铁效果：耐磨性、抗疲劳性增强应用范围：应用范围： 适用于灰铸铁、球墨铸铁、中碳钢、中碳合金钢、工具钢、模具钢、马氏体不锈钢等制作的各种零件的局部硬化处理。如曲轴、齿轮、气缸套、活塞环槽、冲盘、模具等表面硬化。激光熔凝处理激光熔凝处理长长2.5米，直径米，直径5060mm细长空细长空心轴表面激光淬火，挠曲变形仅心轴表面激光淬火，挠曲变形仅0.060.15mm挤管模具内表面激

28、光熔凝强化挤管模具内表面激光熔凝强化制药机械零部件激光熔凝强化制药机械零部件激光熔凝强化( (替代进口替代进口) )720mm4、激光毛化原理光滑表面激光微熔凸台结构气流激光功率密度：104W/cm2106W/cm2气流：成分、压力、流量、入射角（1）、应用对象： 生产优质毛面薄板的轧辊传统毛化工艺：喷丸（20世纪60-70年代）电火花（70-80年代）（2）、激光毛化优点 ：、斑纹均匀，硬度高，使用寿命长。、提高板面质量。、板面微坑有储油冷却作用，利于 工艺顺利进行。、增强板面的涂层附着力，增加了 产品的辅附加值。（4）、激光毛化 效果：激光毛化轧辊的使用寿命提高2-3倍涂漆光亮度：高2-4

29、点值（5）、激光毛化设备及工艺： CO2：斩波器（调制器），加工速度快，预处理。YAG：声光调Q，一般不用预处理。（3）、激光毛化强化机理、表面改性与细晶强化作用：细晶（亚微米甚至纳米级）高硬度。、毛化形貌的耐磨作用：润滑、防止划伤。、表面应力松弛的韧化作用：消除了轧辊硬化后的热应力 四、激光表面合金化 1、激光表面合金化原理（1）、表面改性技术，合金元素和化合物通过激光照射熔到基 材中，层深：101000m。（2）、特点：局部，变形小，速度快，预处理。（1）、性能要求：硬度、耐磨性、耐蚀性、高温性及其他特殊性能（2）、合金化元素与基材的相互作用特性：溶解性、化合物生成性、 浸润性、线胀系数和

30、比体积。（3）、合金层与基材结合性：脆性、抗压、抗弯特性 2、激光合金化材料选择：3、激光表面合金层组织结构：（1）、合金层宏观结构：基体区、热影响区、熔化区。（2）、合金层微观结构：根据扫描速度得到胞状晶、胞状树枝 晶和粗大树枝晶。 合金层分为：非金属、Co、Cr、Ni基和陶瓷层。 （1）、合金化程度 控制：激光功率及作用时间；（2）、合金化层成分的控制：成分配比及烧损量估算；（3）、防止孔洞和裂纹：材料匹配及及时回火 ；（4）、表面状态：宽带镜。（1）、硬度：一般从表面往 里呈下降趋势；（2）、耐磨性：一般和硬度 成正比；（3）、耐蚀性：Ni,Cr合金， 稀土元素也能改善材 料的耐蚀性；（

31、4）、耐高温和抗疲劳性： Co/Cr/Mo等及陶瓷。4、激光合金化层质量控制：5、激光合金化层性能分析6、激光表面合金化的应用汽车发动机气门底座： 铝合金Ni,Cr铝合金活塞顶激光合金化（6KW横流CO2激光器大型六轴四联动数控激光加工机床、飞行光路系统） HANSGS-RZ轴类轧辊激光热处理和熔覆成套设备 五、激光熔覆1、激光熔覆原理基材熔覆层激光激光熔覆（1）、概述： 涂层技术，由修补全新制造。 燃气或水轮机叶片的气蚀问题。（2）、常见的熔覆方法： 氧乙炔焰、感应、氩弧、等离子、电子束等 、升温快、温度高。、涂层成分与基体材料界限 分明。、涂层与基体为冶金结合， 强度高。、熔覆层深度可控。

32、、工艺简单（同电子束比）、局部加工，省材，省能， 省钱。、材质不限。（3）、激光熔覆工艺特点：激光熔覆截面图2、激光熔覆材料 （1）、激光熔覆粉末的要求 、使用性能：耐磨性、耐腐 蚀、耐高温。、固态流动性：形状、粒度 分布、表面状态。、线涨系数、导热性：涉及 残余应力。、浸润性：液体流动性好。、造渣、除气、脱氧。、熔点越低液体流动性越好 （2）、常用激光熔覆合金粉末： 、自熔性合金粉末： 加入B和Si脱氧造渣。 有Fe基、Ni基和Co基。、复合粉末：对磨损更高要求。 用金属或合金作黏接相碳化物、氮化物、硼化物、氧化物。 、陶瓷粉末的选择原则： 考虑化学反应物问题相容等，防止裂纹 3、激光熔覆工艺 （1）、预置式：粉末、丝、板材。（2）、同步式：送丝、送粉。（3）、送粉法的覆盖率：有效率（4）、稀释度：融入基体的量。同步送料法激光熔覆4、激光熔覆层的组织性能：（1）、激光熔覆层的基本特征： 冶金结合（2）、激光熔覆层的表面性能：、耐磨性能、耐蚀性能、耐氧化性、热障性能（3）、铝合金的激光熔覆 Ni基、Fe基、Cu基和复合材料（4）、钛合金的激光熔覆5、激光熔覆应用 （1）、在航天航空工业中的应用：发动机叶片。（2）、汽车工业：气门和气门座。（3）、表面耐蚀性能：化工管道、大型排尘抽风叶片。（4）、工具、模具：轧钢导向板，模具还可