激光熔覆在國內(nèi)發(fā)展了近十幾年，屬于一種相對(duì)比較先進(jìn)的金屬表面改性技術(shù)。激光熔覆技術(shù)是利用高能密度的激光束使熔覆材質(zhì)(金屬粉末)與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆層。激光熔覆層稀釋度低但結(jié)合力強(qiáng)，與基體呈冶金結(jié)合，可顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化或電氣特性。

　　激光熔覆按照激光與熔覆粉末的作用方式(即送料方式)劃分又可分為旁軸送粉，同軸周向送粉以及中心送粉，這三種送粉形式?jīng)Q定了激光與金屬粉末的相互作用過程的不同。再者，從技術(shù)迭代更新以及先進(jìn)性上劃分，激光熔覆又可分為傳統(tǒng)激光熔覆和高速激光熔覆。高速激光熔覆在傳統(tǒng)激光熔覆基礎(chǔ)上發(fā)展而來，解決了傳統(tǒng)激光熔覆加工效率低，熱輸入大以及熔覆層不平整后期加工量大的問題。傳統(tǒng)激光熔覆的送粉方式以旁軸送粉和同軸送粉較為常見，而高速激光熔覆技術(shù)在原有同軸送粉技術(shù)上又發(fā)展出新的送粉方式即中心送粉，中心送粉方式相較前兩種方式效率高，粉末利用率高，解決了傳統(tǒng)旁軸和同軸送粉方式的技術(shù)缺陷，下面主要圍繞旁軸送粉激光熔覆技術(shù)和同軸送粉激光熔覆技術(shù)這兩個(gè)來說說他們的區(qū)別及優(yōu)缺點(diǎn)。

　　一、旁軸送粉激光熔覆技術(shù)

　　實(shí)際生產(chǎn)中，送粉器的出粉嘴與激光頭有相對(duì)固定的位置和角度匹配。同時(shí)旁軸激光熔覆完全依賴重力的作用，不能施加保護(hù)氣體，避免預(yù)置在基體上的熔覆粉末被吹散，降低粉末利用率以及熔覆效率。旁軸送粉激光器一般采用半導(dǎo)體直接輸出激光器或半導(dǎo)體光纖輸出激光器和重力送粉器，熔覆頭采用矩形光斑和旁軸寬帶送粉方案。

　　<一>、旁軸送粉技術(shù)缺點(diǎn)

　　1、金屬粉的選擇受限制

　　由于缺少保護(hù)氣體的作用，激光熔池只能依靠熔覆粉末熔化時(shí)的熔渣自我保護(hù)。因此目前工業(yè)生產(chǎn)中，旁軸送粉系統(tǒng)多選用自熔性合金粉末。熔覆粉末依靠B,Si等元素的造渣作用在熔池表面產(chǎn)生自保護(hù)作用。

　　2、熔覆層表面起伏較大

　　旁軸送粉采用預(yù)置式送粉方式，熔覆后熔覆層表面熔道十分明顯，溝壑較大起伏不平，熔覆完成后需進(jìn)行相應(yīng)的車、拋及磨，加工成本高。

　　3、加工面受限制

　　旁軸送粉由于是重力送粉，因此不適宜斜面工件上使用，也不適于內(nèi)孔熔覆，應(yīng)用范圍有限。

　　<二>、旁軸送粉技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　1、金屬粉利用率高

　　相對(duì)于同軸送粉，旁軸送粉激光熔覆技術(shù)的材料利用率可達(dá)到95%以上。同軸送粉激光熔覆技術(shù)的粉末是通過惰性氣體吹向激光熔池，在此過程中由于粉末之間的碰撞、熔池的飛濺以及送粉通道的精度影響，有相當(dāng)比例的金屬粉末不能形成熔覆層而被浪費(fèi)，造成其材料利用率只有50%-80%左右(光斑越小材料利用率越低)。而旁軸送粉激光熔覆通過將粉末預(yù)置在工件表面，激光束再進(jìn)行掃描照射使其熔化，可以達(dá)到非常高的材料利用率，節(jié)省了較多的材料成本。

　　2、熔覆效率相對(duì)較高

　　旁軸送粉激光熔覆技術(shù)由于采用矩形光斑方案，在保證熔覆方向光斑的能量密度不變的情況下，可以采用加大激光功率和光斑寬度的方式，使得熔覆效率大幅提升。目前實(shí)際生產(chǎn)中單道熔覆寬度可達(dá)30mm以上，熔覆線速度可達(dá)到1.0m/h。

　　3、無惰性氣體消耗、成本低

　　一方面，旁軸送粉激光熔覆技術(shù)一般采用重力送粉方式，不需要消耗惰性氣體;另一方面，由于采用預(yù)置送粉，氣流會(huì)影響粉末的預(yù)置與堆積，所以熔覆頭沒有專門的惰性氣體保護(hù)功能。因此，旁軸送粉激光熔覆技術(shù)除了需要使用壓縮空氣以外，不需要消耗其他氣體。從成本的角度而言，節(jié)省了較多的惰性氣體成本;從技術(shù)較多而言，該技術(shù)對(duì)粉末材料的抗氧化性有一定的要求，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。

　　4、適用范圍

　　旁軸送粉激光熔覆技術(shù)由于效率高、成本低，一般應(yīng)用于液壓油缸、軋輥等面積較大、形狀簡單的零件表面熔覆與增材再制造。

　　二、同軸送粉激光熔覆技術(shù)