一、基本定义
激光熔覆（Laser Cladding）是一种表面改性技术，通过高能激光束将合金粉末、陶瓷粉末或复合材料熔覆于金属基体表面，使其与基体形成冶金结合，从而显著改善材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能，或实现失效零件的修复与再制造。
二、技术原理
工艺流程
预置式：预先在基体表面铺设熔覆材料，再用激光束扫描熔化。
同步式：在激光辐照的同时，通过送粉装置将材料直接送入熔池（主流方式）。
后处理：熔覆后可能进行热处理以优化组织性能。
核心设备
激光器：常用 CO₂激光器、光纤激光器、碟片激光器（高功率、高效率）。
辅助系统：送粉机构、冷却系统、数控工作台等。
三、工艺特点
结合强度高：熔覆层与基体冶金结合，强度可达母材的 90% 以上。
稀释率低：熔覆层稀释率＜5%，可保留材料原有性能。
热变形小：激光能量集中，热影响区小，适合精密零件。
材料兼容性广：支持镍基、钴基、铁基合金、碳化钨、陶瓷等。
绿色环保：无有害物质排放，符合可持续制造理念。
四、关键应用领域
高端装备修复
航空航天：发动机叶片、起落架、涡轮盘。
能源电力：汽轮机转子、发电机转轴、核电部件。
轨道交通：齿轮、曲轴、转向架。
表面强化改性
冶金行业：轧辊、扁头套（耐磨处理）。
模具制造：冲压模、压铸模（延长寿命，降低成本 2/3）。
汽车制造：发动机阀座、缸体（熔覆铜合金或 Stellite 合金）。
增材制造（3D 打印）
直接制造复杂零件（如 LENS 技术），或逐层修复大型构件。
五、技术优势对比
与传统表面处理技术（堆焊、喷涂、电镀等）相比：
指标 激光熔覆 传统工艺
结合强度 冶金结合，高 机械结合或弱冶金结合
热变形 小 大（如堆焊）
稀释率 ＜5% 高（如电弧焊＞30%）
自动化程度 高（可数控） 低
六、发展前景
政策推动：符合 “碳达峰” 战略，废旧零件再制造可节约成本 80% 以上。
技术升级：超高速激光熔覆、内壁熔覆等新技术拓展应用边界。
市场需求：预计 2025 年国内激光熔覆市场规模超百亿元，覆盖能源、高端装备、新能源等领域。
七、学习与职业方向
相关专业：材料科学与工程、机械工程、激光技术、增材制造。
职业领域：科研院所（如中科院金属所）、激光设备企业（如大族激光、华工激光）、高端制造企业（航空、汽车）。
总结：激光熔覆作为先进制造与再制造的核心技术，凭借其高效、精密、绿色的特点，已成为高端装备维护、材料性能升级的重要手段，未来在航空航天、新能源等领域具有广阔发展空间。

工艺流程
预置式：预先在基体表面铺设熔覆材料，再用激光束扫描熔化。
同步式：在激光辐照的同时，通过送粉装置将材料直接送入熔池（主流方式）。
后处理：熔覆后可能进行热处理以优化组织性能。
核心设备
激光器：常用 CO₂激光器、光纤激光器、碟片激光器（高功率、高效率）。
辅助系统：送粉机构、冷却系统、数控工作台等。

发展前景
政策推动：符合 “碳达峰” 战略，废旧零件再制造可节约成本 80% 以上。
技术升级：超高速激光熔覆、内壁熔覆等新技术拓展应用边界。

市场需求：预计 2025 年国内激光熔覆市场规模超百亿元，覆盖能源、高端装备、新能源等领域。

关键应用领域
高端装备修复
航空航天：发动机叶片、起落架、涡轮盘。
能源电力：汽轮机转子、发电机转轴、核电部件。
轨道交通：齿轮、曲轴、转向架。
表面强化改性
冶金行业：轧辊、扁头套（耐磨处理）。
模具制造：冲压模、压铸模（延长寿命，降低成本 2/3）。
汽车制造：发动机阀座、缸体（熔覆铜合金或 Stellite 合金）。
增材制造（3D 打印）
直接制造复杂零件（如 LENS 技术），或逐层修复大型构件。