轨道交通激光熔覆耐高温

激光熔覆是 20 世纪 80 年代兴起的一种先进的制造技术。该技术集快速制造技术与表面改性技术于一体，具有广阔的应用前景；但覆层极易产生裂纹，且其原因多元，难以控制。激光熔覆的大规模应用多受此制约，故而抑制熔覆裂纹的产生成为一个亟待解决的问题。激光熔覆加工过程温度梯度大、能量密度高且非平衡，故而分析激光熔覆裂纹的形成机理对于裂纹控制具有积极意义。目前，国内外对激光熔覆裂纹萌生与扩展的研究，多从以下三方面展开： 1）对金属材料裂纹萌生与扩展的微观理论进行研究，并提出了微裂纹描述方法； 2）对材料的微观组织进行观察，分析裂纹产生的机理； 3）对材料的组织结构进行仿真，模拟裂纹的产生和扩展。 激光熔覆在全冶金方面有许多长处。轨道交通激光熔覆耐高温

采用响应面法获得了孔隙率较小的激光功率、扫描速度和送粉速率等工艺参数。通过在基板下方放置预热至300°C的绝缘层，可以有效消除裂纹。然而，在合适的工艺参数下，熔覆层中仍然存在少量气孔。因此，通过优化LC设备有望进一步减少气孔缺陷。建立工艺参数与熔覆层熔化高度、熔透深度和稀释率之间的经验公式，可以减少优化实验的次数，显著提高熔覆质量和效率。Bax等人提出了一种基于Inconel 718单包层的LC工艺参数图的系统评估方法。不止得到了激光功率、扫描速度、送粉速率与熔覆层宽度、高度、面积之间的半经验关系，而且建立了工艺参数与粉末利用率之间的工艺参数图。但是，它只适用于单轨，因此应进一步加强对多轨的研究。Reddy等人通过LC非晶态Fe-Cr-B合金的单轨优化实验，建立了粉末沉积效率、稀释度、孔隙率和工艺参数之间的模型，并通过实验进行了验证。表面激光熔覆质保期激光熔覆具有很好的防腐、耐磨、耐高温特性。

目前，国内替代电镀技术的解决方案主要为激光再加工技术，该技术逐渐成为新的行业发展方向。该技术在于利用激光熔覆技术代替电镀硬铬，用激光淬火替代高频淬火、中频淬火，同时利用激光技术进行渗氮表面处理，不只有效控制了电镀的污染问题，还节省了生产成本，整个修复过程不受作业环境的影响。其中，激光熔覆技术采用激光在零件基体表面涂覆高性能金属材料，由于激光束较高的能量致使熔覆材料和母材同时熔化，快速冷却后形成完美的冶金结合涂层，从而改善零件表面的耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化等特性。相对于传统镀铬工艺，激光熔覆是一种绿色制造工艺，在生产工艺上更为简单、能耗更低，生产过程中不产生废水、废气等污染物，节约了处理废弃物的成本，另外，激光熔覆材料与基材的结合是冶金结合，不会出现涂层剥落、分层等现象。涂层硬度、韧性、耐腐性等性能均优于传统的镀铬工艺。

高速激光熔覆是对常规激光熔覆的升级，与常规激光熔覆相比，高速激光熔覆在薄层熔覆时具有熔覆效率高，熔覆层表面粗糙度低、对工件的热输入量小、（小工件）变形可控等优势；但是在厚涂层熔覆行业，效率没有提升，涂层机械结合力没有传统熔覆高，有一定孔隙率存在。在熔覆过程中，高速激光熔覆由于相对扫描速度高，所以适用于轴类或者平面类零件表面，而对于一些表面不规则零件或表面三维零件如（航空发动机叶片、汽轮机叶片），传统熔覆由于扫描速度较低，更容易获得良好成型的表面熔覆层。 高速熔覆工艺与传统熔覆工艺各有所长，应根据行业或表面涂层要求综合分析，采用适合的激光熔覆工艺才能达到完美的契合点。激光熔覆主要应用是哪些？

目前，红外激光器虽可用于铜的深熔焊，但技术上仍有较多不足，因为铜对红外激光的吸收率低，需要相当高的能量输入来熔化和穿透材料，所以工艺过程和结果都不理想。到目前为止，在所有使用红外激光进行铜深熔焊的实验中，都观察到了极其不稳定的熔池，这会导致气孔和飞溅的产生，造成质量不合格的焊缝或者熔覆层。 在焊接/熔覆过程中，具有高吸收率的蓝光激光首先被用于熔化工件表面/粉末，中心的红外激光则用于打开小孔，实现深熔焊及更高更大的熔池。为了使熔池平稳并稳定整个焊接过程，小孔形成后，蓝光激光依旧保持开启。实验中所使用的红外激光功率为1kW到5kW，仍低于基于纯红外激光的铜焊接所使用的功率。试验证明，复合激光熔覆的效率相当于2-3倍的纯蓝光熔覆效率。与许多传统表面处理技术相比，激光熔覆技术具有优势与特点。送粉激光熔覆生产商

激光熔化覆盖一般具有比普通熔化硬度更高的硬度。轨道交通激光熔覆耐高温

跟着机械化工业的展开，以及其他熔覆技能（如喷涂碳化钨、碳化钨喷涂等离子喷涂或电弧焊接）比较，激光熔覆是一种独 特的工艺，其运用存在底子差异。 运用激光熔覆，一种高度聚集的热源，对制品有很大的影响。因为其低热输入，高固化速率和准确的工艺操控，激光熔覆具有许多长处。在全冶金结合方面，   无脱落、碎裂、开裂：激光熔覆与基材具有彻 底的冶金结合，这意味着它不会像等离子或热喷涂涂层那样脱落或开裂。 很少或没有空隙或孔隙率：与等离子或热喷涂不同，激光熔覆涂覆适用于彻 底致密的涂层。    下降热变形：与包覆相同部件的弧比较，激光熔覆输入少于20％的热量。该部件的热变形减小是明显的。在许多情况下，为了解决热变形问题，需求较少的后续操作，例如加工和矫直。因为低热量和变形，无法用电弧包覆的薄壁部件能够用激光进行包覆。 轨道交通激光熔覆耐高温

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