高速激光熔覆技术发展现状

木京

　　高速激光熔覆是一种先进的绿色金属表面处理技术，2017年年末由德国引进我国。作为一种“舶来品”，当时4000W高速激光熔覆设备在我国每台卖到1000多万人民币！这种“抢钱”式的高价，说明老外高估了这种技术的“含金量”。几个月之后，2018年初，中国科学院西光所孵化的中科中美激光科技有限公司基于自主技术推出了我国首台高速激光熔覆设备，在第一时间打破了欧美对我国高端新型设备的技术垄断。2019年中科中美又突破性地研发出“中心送粉”高速激光熔覆技术，该技术是国人完全自主的知识产权技术，采用与德国技术完全相反的“光与粉”空间组合方式。形象地说，德国的高速激光熔覆采用的是常规的“粉包光”技术，而中科中美采用的是“光包粉”技术。“中心送粉”是多少年来激光熔覆界广大科研及从业者的向往，相比“旁轴送粉”拥有众多的天然优势。

2019年，国家科技部重大专项把“高速激光熔覆技术”立项作为电镀铬的替代技术，这是国家层面上对该技术重要性的确认，但高速激光熔覆在我国的普及和推广，市场力量起着主导作用，广大企业和一线研发人员敢于领先，勇于创新是该技术不断进步、发展的原动力。2020年前后南京辉锐、南京煜宸、温州雷速等公司也加入了高速激光熔覆技术的推广行列，他们为该技术在我国的应用和推广都做出巨大的贡献。

2021年之后，我国的高速激光熔覆技术不断成熟，仅用3年多时间，我国就由“赶”的状态变为“超”的状态。目前，从熔覆功率上看，我国高速激光熔覆都普遍实现了6000W水平的成熟应用，粉末利用率、熔覆效率、涂层效果和性能等各方面都已做到相当完美的水平。另外，随着技术的不断成熟，市场参与的公司越来越多，该技术在我国的普及似乎有了“星火燎原”之势。

随着技术的不断进步，人们对高速激光熔覆技术的认知也不断提高。过去，许多行业人员对高速激光熔覆技术存在一些错误的认识，比如，有人认为高速激光熔覆只能制作“薄”的涂层。如果要熔覆“厚”的涂层，最好还是用普通的激光熔覆；还有人认为高速熔覆的涂层与基体的结合力不够高等等。这些错误的认识之所以存在，主要原因是由于之前高速激光熔覆的激光功率还不够高，还有一些市场人员的误导。

近年来，我国的高速激光熔覆已经开始向万瓦级水平迈进，这是高速激光熔覆技术发展的自然方向。万瓦级高速激光熔覆的主要难题是高速激光熔覆头在大功率条件下的可靠性，以及极高激光功率密度下，如何避免粉末烧损和保证涂层的基本性能。为此，许多公司采取增大熔池光斑的做法，比如采用2*20的矩形光斑，但这种增大光斑的做法与普通万瓦激光熔覆在熔覆线速度、表面粗糙度、涂层性能和质量上并无二致。高速激光熔覆在万瓦级功率条件下，似乎又回到了“解放前”。

为了保证高速激光熔覆的特点与本色，中科中美的万瓦高速激光熔覆继续使用圆形小光斑，熔覆涂层质量上继续保持了中、低功率高速激光熔覆的水平。相信随着市场工作的不断推进，我国的万瓦级高速激光熔覆技术将会不断成熟，并得到广泛应用。高速激光熔覆技术必将为我国激光再制造产业的快速发展提供强大的支撑！