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等离子熔覆与激光熔覆的优缺点

关键词：薄板焊接、等离子表面处理、中部槽堆焊、粉末堆焊机、等离子

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艺

一、激光熔覆特点

1.技术特点

激光熔覆最重要特点是热量集中，加热快冷却快热影响区小，特别对不同

材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过

程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆（喷焊·堆焊·普通焊接等）手

段，甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。这就是所谓激光熔

覆不变形无退火的原因。但我以为这只是从工件整体宏观讲，而当你对熔覆层

和热影响区进行微观分析时，你会看到另一种景象，这一点我将在后面讲到。

2.设备特点

激光熔覆目前国内采用采用两种机型；CO2激光器，YAG激光器。前者

为连续输出，熔覆用机一般在3KW以上；YAG激光为脉冲输出，一般在

600W左右。对于设备，一般使用者很难吃透，严重依赖生产方的服务，购买

价格昂贵，维护成本、零部件价格很高，再加上设备稳定性和耐受性与国外比

较普遍都有差距。因此激光熔覆机一般用在特殊领域，普通工业制造、维修领

域难有效益。

3.工艺特点

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第一前期处理：激光熔覆一般只需将工件打磨干净，除油，除锈，去疲劳

层等，比较简单。

第二送粉：CO2激光器功率较大，一般用氩气送粉；YAG激光功率小，

一般用自然落粉的方式。这两种方式在熔覆时都基本在水平位置形成熔池，倾

斜稍大粉末便不能正常送达，激光的使用范围受到限制，特别是YAG激光器。

第三从熔池形成的状态看：由于激光的控制精度高，输出功率恒定，且没

有电弧接触，所以熔池大小深度一致性好。

第四加热快冷却快：影响金属相形成的均匀度，也对排气浮渣不利，这也

是造成激光熔覆形成气孔，硬度不均的重要原因，特别是YAG激光倾向更严重。

第五材料选择：由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同，造成激光

熔覆材料选择限制较大，激光更适于镍基自熔性合金等一些材料，对碳化物，

氧化物的熔覆更困难一些。

二、微束等离子熔覆特点

1.技术特点：

微束等离子熔覆机所采用的等离子束，是一种电离弧，比弧焊机热量更集

中，所以加热速度更快，为了获得更集中的离子束，一般采用高压缩比孔径，

小电流，以便控制基体温度不致太高，避免引起退火变形。当然这与YAG激光

器加热速度无法比拟。由于等离子弧为连续工作，造成机体冷却相对较慢，形

成的过渡区域比激光熔覆要深一些，这对硬面材料熔覆来说，应力会释放的好

一些。

2.设备特点：

微束等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来，其电源·喷枪·送粉

器·摆动器等，技术门槛低，容易制造，可靠性好，维护使用简单，耗电少，使

用成本低，通用性好，生产成本低，适应性好，便于规模化生产，效益显著，

对环境要求低，对材料适应广泛。随着电气技术的进步，我国的焊机技术水平

已经具备足够的支持能力。另外设备体积小，重量小，焊枪可以手持把握，这

使它使用起来更灵活方便，辅助工装的造价便宜。

3.工艺特点：

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第一前期处理简单：只需除锈去污去疲劳层即可。