激光熔覆——设备的“第二次生命”

日常生活中，使用时间较长的铁制品，通常能看到肉眼可见的生锈状况，而铝制品即使使用很久，也仍然光亮如新。同样都是容易被氧化的金属，为什么会有这样的差别呢？

其实，铝制品和铁制品一样都会“生锈”，只不过铁制品氧化生成的氧化铁是疏松的，而铝制品只会生成一层致密的氧化膜，这层膜阻止了氧化过程的进一步进行。从原理来说，激光熔覆作为一种材料表面改性技术，就是人工模拟了铝材生成氧化膜的自然过程。

由于某些材料表面性质不能达到我们需要的标准，我们需要另外提供一些粉末状的涂层材料放置于基材表面（视具体情况，也可以采用送丝形式），用激光照射使基材与涂层同时熔化形成熔池，并快速凝固形成紧密结合的混合表面涂层，达到改善基体材料表面性质的作用。

根据需求不同，这层表面涂层需要达到耐磨或者耐腐蚀、耐高温、抗氧化等不同效果，由于适应性良好，基材与涂层结合稳固，成本相对较低，近年来正得到越来越多的关注。 在这个过程中，涂层粉末的材料选择十分重要，通常选择包括金属合金粉末，陶瓷材料或者复合材料等。金属合金粉末材质坚硬，着重于改善抗腐蚀和耐磨性；陶瓷材料通常防热绝缘效果较好；复合材料则能结合各自的优势。

激光熔覆技术也是增材制造的一种，特别适合对设备局部进行改良，因而适合某些特定部位磨损、腐蚀严重或者容易产生裂纹形变的设备。只需要对这些局部进行熔覆处理，就可以使设备表面组织致密，无裂纹和气泡，熔覆层厚，强韧性好，更耐用，也间接节约了整体成本。

以采矿设备为例，在矿山开采过程中，煤机设备用量大、磨损快、运行环境恶劣、有长期稳定生产运行的需求。采矿设备整体体积庞大，如果停产维护会造成严重的经济损失，而其在运作中受损严重的往往只是其中的一部分，比如齿轮、齿轮轴、液压支架等，表面经常受到磨损、腐蚀和高温等因素的影响导致密封失效，造成安全隐患。

我国是世界上煤炭产量最高的国家，也是最大的煤矿液压支架生产国，对恶劣条件下的液压支架处理需求十分巨大。在这样的条件下，采用激光熔覆技术处理煤矿设备势在必行。经处理后的煤矿设备表面性质优异，坚固耐用。创鑫激光子公司宝辰鑫近来推出面向熔覆应用的专用激光器及行业解决方案，可以在恶劣复杂环境下稳定运行，保证熔覆处理效果。

再如石油钻井设备。石油开采现场的工况条件往往也较为苛刻，如石油钻铤、轴瓦、轮盘等许多金属零部件长期处于较重载荷之下，并伴有油水介质的腐蚀和磨损。特别是钻铤需要较高韧性和抗冲击力，又需要较强抗腐蚀性。整体采用高性能合金钢成本过高，而采用普通碳钢，经过长期运行后在一些局部容易存在磨损区，对安全生产构成威胁。

由于整体修复需要停产处理，这时可以采用激光熔覆针对性精确修补，让钻铤设备“起死回生”。相对于传统的电镀、堆焊处理，不产生额外的污染，同时避免二次高温变形脱落、腐蚀穿孔，是当前最适宜的表面处理方法。武钢华工激光经过多年对激光熔覆工艺的研发，深入了解各个行业的加工需求，研发出超高速激光熔覆传统激光熔覆、宽光斑激光熔覆、内孔激光熔覆等先进工艺。适合于客户不同产线的工艺需求，有效提升客户产品质量、降低综合运行成本。

虽然相对于激光切割、激光焊接，激光熔覆在激光产业中的份额仍然只是一小部分，然而在其他激光应用趋于饱和，走向“内卷”的现状下，激光熔覆技术在多方面领先于传统表面处理工艺，产业更迭仍有着广阔的空间，同时高度契合我国双碳目标科技路线图，因此仍然具备“突出重围”，为激光产业带来新机遇的可能性。

审核编辑：黄飞