在工農業生產中，關鍵零件的性能對設備的長期穩定運轉起重要的作用，磨損和腐蝕是機械關鍵零部件兩大主要的失效形，由此造成的損失非常巨大。據美國國家材料政策委員會的一份研究報告中說明：美國每年花費近千億美元的巨額資金，來彌補摩擦磨損引起的零件損失。其中材料部分的損失為兩百億美元。在歐洲的英國，每年因為摩擦磨損造成的損失在五億英鎊以上;八十年代我國調查發現，當時我國因腐蝕造成的損失在四百億元人民幣以上；九十年代我國全面的調查了經濟工業生產中摩擦磨損造成的損失分析指出:此項損失占國民生產總值的1.8%。眾所周知，摩擦磨損和腐蝕均是發生零件表面材料流失過程，而且材料其他一些失效機制也是從表面開始，采用表面防護措施延緩和控制表面的破壞，成為解決上述問題的有效方法。在解決這些問題的同時，也促進了表面工程科學和表面技術的形成與發展?！　US403不銹鋼在高溫下為奧氏體組織，而淬火后為馬氏體組織，主要用于制造工具、發電機葉片、軸承等在比較苛刻的環境中服役的部件。由于尺寸薄且受到高溫蒸汽的沖刷，在高溫下長時間工作的蒸汽發電機葉片的前緣部位容易失效(磨損和氣蝕)。為了改善葉片失效部位的性能，通常采用銀基釬焊或TIG焊接方法將司太立6#合金板條焊接于葉片的前緣。另外，已有研究采用等離子堆焊方法嘗試向葉片的前緣堆焊司太立6#合金粉末。但是，由于釬焊接合強度較低，而TIG電弧和等離子電弧存在熱源分散，堆焊后葉片的焊接變形較大，導致焊縫成形難于控制且生產效率較低，因而很難滿足葉片的使用性能要求?！　《す舛押高^程的優點是可以形成一個具有復合功能結構、低稀釋率、焊接變形小的堆焊層，且通過快速加熱和冷卻的堆焊過程容易獲得優質而耐磨的堆焊層。另外，通過優化激光加工參數(如離焦量、焊接速度及送粉量等)可以靈活地控制堆焊層的稀釋率，以滿足使用性能的要求。因此，近幾年，在制造領域，激光表面堆焊技術已經得到了迅速發展。日本汽車工業已將激光堆焊技術應用于汽車發動機進出氣門和氣門座圈的制作，而日本核電行業已將激光堆焊技術應用于成套設備的閥門零部件的生產。由于激光光束能量密度高且熱量容易控制，所以對零部件的精密堆焊及薄板件的堆焊尤為適用?！　? 試驗方法　　1.1 試驗材質　　蒸汽發電機葉片外形如圖1所示。試驗葉片材質為SUS403不銹鋼，其化學成分為w(C)=0.15%; w(Si)=0.5%; w(Mn)=1.0%; w(=)0.030%; w(P)=0.040%; w(Ni)=0.60%; w(Cr)=13%; 余量為Fe。堆焊采用合金粉末(尺寸為58μm～212μm)作為鈷基合金司太立6#(Stellite-6)，其化學成分為w(C)=1.1%;w(Cr)=28.3%;w(Si)=1.3%;w(W)=4.3%;w(Ni)=1.6%;w(Fe)=2.0%;余量為Co?！　?.2 試驗設備　　激光堆焊頭部位如圖2所示。熱源采用額定功率為4 kW 的半導體激光器(德國LASERLINE制造LDF-4000型)。送粉器采用TWIN10-SPG(Sulzer Metco Ltd制造)。利用Ar作為送粉氣體，將Stellite-6粉末輸送到堆焊區。送粉速度的調節是通過送粉器圓盤旋轉速度的變化來實現的，圓盤旋轉越快則送粉量越多[9]，本文采用了側向送粉方式，其中送分頭噴嘴直徑為2.0mm。通過專用夾具，將葉片夾持在旋轉機構上。堆焊時，通過堆焊頭和旋轉機構的合成運動完成葉片的堆焊制造?！　〖す舛押笗r，需要對葉片進行適當的預熱和保溫。激光輸出功率為2.4 kW，堆焊速度為1 m/min，離焦量為+10 mm，送粉量為16.6 g/min，保護氣體(Ar)流量為30 L/min，送粉氣體流量為4 L/min，堆焊層搭接率為50%。另外，堆焊后需要立即對葉片進行適當熱處理。在葉片上共計堆焊兩層，第一層堆焊層的尺寸約為122 mm×13 mm×1 mm，而第二層尺寸約為112 mm×12 mm×1 mm?！　? 實驗結果　　通過對蒸汽發電機葉片激光堆焊層各項性能指標的分析，可得出如下結論：　　1)激光堆焊第一層和第二層交界處依次可觀察到胞狀晶生長、樹枝狀晶生長和等軸晶生長;由于受到二次加熱的影響，熱影響區(HAZ)內依次可以觀察到熔合區、粗晶區、混合晶粒區和細晶區?！　?)堆焊層的顯微組織為亞共晶組織，其初晶相由富Co的γ奧氏體組成;而共晶組織由富Co的γ奧氏體和復雜的碳化物(Cr23C6、Co3W3C、CoCx和 WC 等)組成?！　?)激光堆焊后，蒸汽發電機葉片的平均硬度提高了兩倍，一方面是由于堆焊層中存在碳化物硬質相，另一方面歸因于激光堆焊加熱和冷卻速度快，使得堆焊層組織細小，產生了細晶強化作用?！　?)堆焊層中含有大量復雜的碳化硬質相，不僅提高了葉片的硬度，同時使得堆焊后葉片的耐磨性能相對于母材的耐磨性能提高了7倍。

　　　　一、序言　　工程機械作為機械制造行業的重要分支，具有門類多、功能復雜、結構強度高等特點。雖然一直以來很少成為各種制造新技術的試驗田，但由于科技人員的創新精神和攻堅克難的勇氣，新技術也將最終推廣到工程機械制造領域，比如焊接機器人、自動化、智能物流等。當然激光加工技術作為一種綠色、環保、高效并且與物件無接觸的加工技術，自然也受到行業的青睞?！　《?、激光加工的特點　　激光加工起源于20世紀60年代的德國，其加工原理主要是利用激光器產生的高能粒子對工件的表面進行熔化和氣化，并以此原理進行各種衍生加工技術。由于激光光束具有很好的穩定性和抗干擾性，并且對被加工件限制條件（如加工的形狀、尺寸、環境）較少，因此可對大部分金屬材料和非金屬材料進行高質量、高精度加工。激光加工技術一直都是“高精尖特”的技術代表?！　∑浼庸ぬ攸c及優勢總體來說，可以概況為“高、快、好、省、廣”，具體內容如下：　?。?）高  激光加工精度高、加工效率高、材料利用率高、經濟效益高。比如一臺價格30萬元的激光切割機，企業在正常加工的情況下，一年半時間就可以收回設備成本，并產生利潤?！　。?）快  加工速度快，由于激光的能量介質是光源，因此其加工速度非?？?，最高可達100m/min。目前，最先進的3G激光切割機，其速度是主流加工設備的1.5倍以上?！　。?）好  激光加工抗干擾性好，不容易受環境因素的影響，因此激光加工出來的零件質量非常好，精度可以和普通的機床精加工處于同一水平（微米級）?！　。?）省  激光加工的產品材料利用率高，比較省材料；據不完成統計，激光加工與其他加工技術相比，可節省材料10%~30%。另外，激光加工屬于不接觸加工工藝，因此設備所需要的耗材比較少，大大節約了生產成本?！　。?）廣  激光加工的材料范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，也適用于加工非金屬材料。另外，激光加工材料形狀比較廣，直線、曲線、異形圖案等都可以加工出來，真正實現無障礙加工?！　∪?、激光加工技術在工程機械制造中的應用　　近幾年來，隨著激光加工技術及設備的突破，越來越多地應用于工程機械產品制造各工序中。下面就目前工程機械應用的主流技術進行介紹?！　?.1    激光加工技術在板材切割下料領域的應用　　激光切割是利用激光振蕩器輸出的激光光束通過聚焦鏡聚焦，產生的高密度能量照射在材料上使之熔化蒸發而進行的切割方法。與生產中常用的熱切割法（火焰、等離子等）相比，因為單位面積的能量大，所以能進行切割割縫較小的高精度產品?！　±?，某公司下料中心擁有精細等離子切割、光纖激光切割、平板坡口切割、管相貫線切割、鉆切復合一體機、型鋼切割六大類設備100余臺，為工程機械廠家卡特、小松、約翰迪爾以及國內工程機械以及權屬子公司產品下料，同時服務于當地配套企業的需求。其中包含三臺二維激光切割機、兩臺三維激光切割機。激光下料產品涉及幾乎所有工程機械大類使用的機罩、油箱、駕駛室等零部件產品，厚度以1~25mm板或型材為主，切割材料為從普材Q235A至1000MPa高強度板，每年下料能力達到2萬t?！　∧壳?，工程機械板材加工行業內的主流技術產品所使用的激光切割機有兩種，分別為CO2激光切割機和光纖激光切割機。CO2激光切割機為早期產品，技術沒有光纖激光先進，波長約為光纖的1/10。傳播一般是在與外界空氣隔離的光路內進行，光纖激光在光纖中傳播，通過性更好，能量束更高，從而熱影響更小，切割線更窄，有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的熱變形等?！　〕Ｒ幍募す馇懈钕铝贤?，激光切割技術在圓孔切割、預留工藝豁口及工藝樣板制作等方面應用優勢明顯，可應用于工藝裝備孔的“以切代鉆”，省去鉆孔工序的時間，提高生產效率，以及節省鉆模板的制作費用?！　?.2    激光加工技術在焊接領域的應用　　傳統的工程機械焊接技術大多數采用的是氣體保護焊、埋弧焊或氬弧焊等焊接方式，焊接出來的產品往往存在著飛濺多、變形量大等質量缺陷，另外產生的焊接弧光、灰塵也會危害操作人員的身心健康。隨著技術的發展，工業制品生產企業也在就如何提升焊接質量、效率以及減少人工作業方面做了大量的工作，逐漸把汽車工業白車身的機器人焊接、流水線以及柔性制造理念引入到工程機械焊接工序?！　≡缙谟捎诩す夤β什蛔愫图す夂讣夹g受限，無法在多以中厚板或超厚板為主的工程機械產品中應用。但近幾年上海交通大學、哈爾濱工業大學等知名高校，針對中厚板激光焊接技術進行了大量的研究及試驗，也形成了高功率激光深熔焊、電弧復合焊、超窄間隙多層填絲焊以及真空負壓激光焊等多種焊接方法。激光電弧復合焊技術在工程機械起重機臂架應用較為成功，是將能量傳輸機制和物理特性截然不同的兩種熱源復合在一起，作用于統一焊接位置，可以同時發揮兩種熱源的優勢，使焊縫熔深增大、間隙搭橋能力增強，焊接效率提高，起到1+1＞2的效果?！　±?，汽車起重機伸臂材質為屈服強度960MPa的高強鋼，采用激光-雙絲MAG復合焊接。相比傳統的焊接具有焊接適應性強，可適用于高反射和難焊接以及異種材料的焊接；提高焊接過程穩定性，改善焊縫成形，并可消除焊接缺陷，提高焊縫質量，100%全檢通過；效率提升了300%，相比單一熱源焊接，復合焊接能夠有效增加熔深50%，提高焊接速度，同時保證較小的熱輸入；具有更高的填充效率，節約30%以上單位焊絲用量?！　?.3    激光加工技術在再制造領域的應用　　近幾年，工程機械再制造業務發展較快，一方面節能降耗，屬綠色制造范疇，國家大力提倡；另一方面再制造后的產品性能與新品基本相當，價格約為新品的2/3，用戶也逐漸接受認可，僅投入40%~60%的制造成本，企業也樂意去做。零部件再制造主要是更換一些易損件、密封件和修復機構中的磨損，這其中用到最重要的技術就是高效激光堆焊技術，也稱激光熔覆技術，主要原理為利用高功率、高密度的激光束，在基體表面形成一層微熔層，同時預置或同步添加特定成分的直熔合金粉，以此達到對磨損的零部件進行均勻修復的目的，也屬于一種增材制造技術。同時具有較高的靈活性，對零部件堆焊區域可選、材料可選甚至性能可選，為實現產品的差異化定制提供了優質可行的制造方案。如大功率推土機底盤用履帶漲緊彈簧筒由于使用中出現磨損，再制造針對磨損區域采取激光熔覆增材處理，從耐磨多個維度指標進行檢測，表面硬度合格，熔覆狀態層硬度梯度合理，金相組織較好，可使大功率推土機彈簧筒壽命提升300%，目前不僅用于再制造，同時在新品上替代原鍍鉻+前期感應熱處理工藝，大大提升了產品在行業中的競爭力?！　?.4    激光加工技術在質量管理領域的應用　　ISO 9000質量管理體系明確要求做好零部件的過程監控，質量要具有可追溯性。工程機械廠家為有效地追溯零部件質量情況和使用情況，也要求自制零部件及配套商做好永久性標識，標識的內容主要包括產品名稱、物料號、圖號、生產廠家、生產日期及二維碼等基本信息。傳統的打標技術主要是利用氣缸不斷的機械運動沖擊物件，在標牌表面留下運動軌跡，這種方式存在著噪聲大、字跡模糊、標牌變形等缺點。而激光打標技術屬于無接觸加工，它是利用激光發出的光束，使工件表面材料瞬間熔融，通過控制激光在材料表面的路徑，從而形成圖文標記的一種方法。與傳統方法相比，具有以下優勢：①速度快，相比傳統速度提升一倍以上。②字體質量高，字跡清晰，并且很多復雜的圖案、符號、字母也可打印出來，這點是傳統的打標方式無法比擬的。③無接觸加工，綠色環保無污染，結合數控軟件系統，可以實現自動化打標?！　?.5    結論　　通過以上實例可以看出，激光加工技術已不斷應用到工程機械制造的各個工序環節，當然激光清洗技術也正在吸引來自航空航天、汽車、工程機械等領域的關注。該工藝可用于去除油漆、清潔模具或在焊接前去除氧化層和涂層，其速度更快，并且產生的廢料更少，目前工程機械行業應用較少。針對上述激光加工技術，大多工程機械企業已把其納入到自己的企業工藝標準，用以提升產品的品質和效率。隨著激光加工技術國產化加快，部分中小企業也嘗試購買激光設備進行激光加工，以降低人工成本，提高產品質量，但是和國外成熟的標準化應用相比，國內加工企業還有很長的路要走?！　∷?、激光加工技術發展趨勢　　激光加工技術是集機械、電氣、數控、光學及液壓等多領域結合的一門復雜系統，企業進入該領域的技術門檻較高，因此以英國、德國、美國為代表的發達國家，一直主導激光加工產業的發展方向。雖然我國進入該領域的起步較晚，但是隨著國家戰略“中國制造2025”的不斷實施，我國的激光設備廠家和科研機構奮發圖強，涌現出如華工科技、大族激光、團結激光等后起之秀，其產品和技術與國外激光設備的差距在不斷縮小。另外，激光加工技術發展也是一個漫長與艱辛的過程，需要社會各方面的努力，筆者認為未來激光加工技術會往以下幾個方面發展?！　。?）激光器小型化  激光器一直作為激光加工技術的核心部件，其大小將決定整個設備的大小。前期由于微電子技術和光學技術的限制，激光器體積比較龐大，占地也較大。隨著激光器新技術（如光纖技術、紫外技術等）的不斷進步和發展，一批具有轉換效率高、工作穩定性好、光束質量好、體積小的激光器被開發出來，從而為激光設備的小型化提供了良好的基礎?！　。?）加工多能化  為適應市場的需求，激光設備廠家將不再追求單一的激光加工功能，而是開發集成切割、焊接、熱處理、噴涂中兩個或更多功能于一體的設備，為客戶實現設備價值的最大化?！　。?）設備智能化  隨著互聯網技術的興起，設備智能化將是激光加工技術又一大趨勢。智能工廠將各種生產計劃、材料的加工數據上傳至企業云端，工程師們在辦公室內通過遠程終端遙控，發出作業指令，控制設備運行狀態，實現產品生產過程的數字化、自動化和信息化?！　∥?、結束語　　隨著“中國制造2025”規劃的實施，激光加工技術以其無法比擬的優勢，成為推動工程機械產業轉型升級的重要工具。在互聯網+、5G等信息化技術大量引入之后，激光加工制造也開始向智能化制造轉型。在國家大力提倡企業堅持技術創新的背景下，國產激光生產廠家將不斷加大研發投入，為市場提供性價比更高的激光設備，從而帶動新興領域和傳統制造工藝革新，也為未來工程機械制造業激光加工技術的更加廣泛應用提供了技術支持。

　　　　一、序言　　工程機械作為機械制造行業的重要分支，具有門類多、功能復雜、結構強度高等特點。雖然一直以來很少成為各種制造新技術的試驗田，但由于科技人員的創新精神和攻堅克難的勇氣，新技術也將最終推廣到工程機械制造領域，比如焊接機器人、自動化、智能物流等。當然激光加工技術作為一種綠色、環保、高效并且與物件無接觸的加工技術，自然也受到行業的青睞?！　《?、激光加工的特點　　激光加工起源于20世紀60年代的德國，其加工原理主要是利用激光器產生的高能粒子對工件的表面進行熔化和氣化，并以此原理進行各種衍生加工技術。由于激光光束具有很好的穩定性和抗干擾性，并且對被加工件限制條件（如加工的形狀、尺寸、環境）較少，因此可對大部分金屬材料和非金屬材料進行高質量、高精度加工。激光加工技術一直都是“高精尖特”的技術代表?！　∑浼庸ぬ攸c及優勢總體來說，可以概況為“高、快、好、省、廣”，具體內容如下：　?。?）高  激光加工精度高、加工效率高、材料利用率高、經濟效益高。比如一臺價格30萬元的激光切割機，企業在正常加工的情況下，一年半時間就可以收回設備成本，并產生利潤?！　。?）快  加工速度快，由于激光的能量介質是光源，因此其加工速度非?？?，最高可達100m/min。目前，最先進的3G激光切割機，其速度是主流加工設備的1.5倍以上?！　。?）好  激光加工抗干擾性好，不容易受環境因素的影響，因此激光加工出來的零件質量非常好，精度可以和普通的機床精加工處于同一水平（微米級）?！　。?）省  激光加工的產品材料利用率高，比較省材料；據不完成統計，激光加工與其他加工技術相比，可節省材料10%~30%。另外，激光加工屬于不接觸加工工藝，因此設備所需要的耗材比較少，大大節約了生產成本?！　。?）廣  激光加工的材料范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，也適用于加工非金屬材料。另外，激光加工材料形狀比較廣，直線、曲線、異形圖案等都可以加工出來，真正實現無障礙加工?！　∪?、激光加工技術在工程機械制造中的應用　　近幾年來，隨著激光加工技術及設備的突破，越來越多地應用于工程機械產品制造各工序中。下面就目前工程機械應用的主流技術進行介紹?！　?.1    激光加工技術在板材切割下料領域的應用　　激光切割是利用激光振蕩器輸出的激光光束通過聚焦鏡聚焦，產生的高密度能量照射在材料上使之熔化蒸發而進行的切割方法。與生產中常用的熱切割法（火焰、等離子等）相比，因為單位面積的能量大，所以能進行切割割縫較小的高精度產品?！　±?，某公司下料中心擁有精細等離子切割、光纖激光切割、平板坡口切割、管相貫線切割、鉆切復合一體機、型鋼切割六大類設備100余臺，為工程機械廠家卡特、小松、約翰迪爾以及國內工程機械以及權屬子公司產品下料，同時服務于當地配套企業的需求。其中包含三臺二維激光切割機、兩臺三維激光切割機。激光下料產品涉及幾乎所有工程機械大類使用的機罩、油箱、駕駛室等零部件產品，厚度以1~25mm板或型材為主，切割材料為從普材Q235A至1000MPa高強度板，每年下料能力達到2萬t?！　∧壳?，工程機械板材加工行業內的主流技術產品所使用的激光切割機有兩種，分別為CO2激光切割機和光纖激光切割機。CO2激光切割機為早期產品，技術沒有光纖激光先進，波長約為光纖的1/10。傳播一般是在與外界空氣隔離的光路內進行，光纖激光在光纖中傳播，通過性更好，能量束更高，從而熱影響更小，切割線更窄，有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的熱變形等?！　〕Ｒ幍募す馇懈钕铝贤?，激光切割技術在圓孔切割、預留工藝豁口及工藝樣板制作等方面應用優勢明顯，可應用于工藝裝備孔的“以切代鉆”，省去鉆孔工序的時間，提高生產效率，以及節省鉆模板的制作費用?！　?.2    激光加工技術在焊接領域的應用　　傳統的工程機械焊接技術大多數采用的是氣體保護焊、埋弧焊或氬弧焊等焊接方式，焊接出來的產品往往存在著飛濺多、變形量大等質量缺陷，另外產生的焊接弧光、灰塵也會危害操作人員的身心健康。隨著技術的發展，工業制品生產企業也在就如何提升焊接質量、效率以及減少人工作業方面做了大量的工作，逐漸把汽車工業白車身的機器人焊接、流水線以及柔性制造理念引入到工程機械焊接工序?！　≡缙谟捎诩す夤β什蛔愫图す夂讣夹g受限，無法在多以中厚板或超厚板為主的工程機械產品中應用。但近幾年上海交通大學、哈爾濱工業大學等知名高校，針對中厚板激光焊接技術進行了大量的研究及試驗，也形成了高功率激光深熔焊、電弧復合焊、超窄間隙多層填絲焊以及真空負壓激光焊等多種焊接方法。激光電弧復合焊技術在工程機械起重機臂架應用較為成功，是將能量傳輸機制和物理特性截然不同的兩種熱源復合在一起，作用于統一焊接位置，可以同時發揮兩種熱源的優勢，使焊縫熔深增大、間隙搭橋能力增強，焊接效率提高，起到1+1＞2的效果?！　±?，汽車起重機伸臂材質為屈服強度960MPa的高強鋼，采用激光-雙絲MAG復合焊接。相比傳統的焊接具有焊接適應性強，可適用于高反射和難焊接以及異種材料的焊接；提高焊接過程穩定性，改善焊縫成形，并可消除焊接缺陷，提高焊縫質量，100%全檢通過；效率提升了300%，相比單一熱源焊接，復合焊接能夠有效增加熔深50%，提高焊接速度，同時保證較小的熱輸入；具有更高的填充效率，節約30%以上單位焊絲用量?！　?.3    激光加工技術在再制造領域的應用　　近幾年，工程機械再制造業務發展較快，一方面節能降耗，屬綠色制造范疇，國家大力提倡；另一方面再制造后的產品性能與新品基本相當，價格約為新品的2/3，用戶也逐漸接受認可，僅投入40%~60%的制造成本，企業也樂意去做。零部件再制造主要是更換一些易損件、密封件和修復機構中的磨損，這其中用到最重要的技術就是高效激光堆焊技術，也稱激光熔覆技術，主要原理為利用高功率、高密度的激光束，在基體表面形成一層微熔層，同時預置或同步添加特定成分的直熔合金粉，以此達到對磨損的零部件進行均勻修復的目的，也屬于一種增材制造技術。同時具有較高的靈活性，對零部件堆焊區域可選、材料可選甚至性能可選，為實現產品的差異化定制提供了優質可行的制造方案。如大功率推土機底盤用履帶漲緊彈簧筒由于使用中出現磨損，再制造針對磨損區域采取激光熔覆增材處理，從耐磨多個維度指標進行檢測，表面硬度合格，熔覆狀態層硬度梯度合理，金相組織較好，可使大功率推土機彈簧筒壽命提升300%，目前不僅用于再制造，同時在新品上替代原鍍鉻+前期感應熱處理工藝，大大提升了產品在行業中的競爭力?！　?.4    激光加工技術在質量管理領域的應用　　ISO 9000質量管理體系明確要求做好零部件的過程監控，質量要具有可追溯性。工程機械廠家為有效地追溯零部件質量情況和使用情況，也要求自制零部件及配套商做好永久性標識，標識的內容主要包括產品名稱、物料號、圖號、生產廠家、生產日期及二維碼等基本信息。傳統的打標技術主要是利用氣缸不斷的機械運動沖擊物件，在標牌表面留下運動軌跡，這種方式存在著噪聲大、字跡模糊、標牌變形等缺點。而激光打標技術屬于無接觸加工，它是利用激光發出的光束，使工件表面材料瞬間熔融，通過控制激光在材料表面的路徑，從而形成圖文標記的一種方法。與傳統方法相比，具有以下優勢：①速度快，相比傳統速度提升一倍以上。②字體質量高，字跡清晰，并且很多復雜的圖案、符號、字母也可打印出來，這點是傳統的打標方式無法比擬的。③無接觸加工，綠色環保無污染，結合數控軟件系統，可以實現自動化打標?！　?.5    結論　　通過以上實例可以看出，激光加工技術已不斷應用到工程機械制造的各個工序環節，當然激光清洗技術也正在吸引來自航空航天、汽車、工程機械等領域的關注。該工藝可用于去除油漆、清潔模具或在焊接前去除氧化層和涂層，其速度更快，并且產生的廢料更少，目前工程機械行業應用較少。針對上述激光加工技術，大多工程機械企業已把其納入到自己的企業工藝標準，用以提升產品的品質和效率。隨著激光加工技術國產化加快，部分中小企業也嘗試購買激光設備進行激光加工，以降低人工成本，提高產品質量，但是和國外成熟的標準化應用相比，國內加工企業還有很長的路要走?！　∷?、激光加工技術發展趨勢　　激光加工技術是集機械、電氣、數控、光學及液壓等多領域結合的一門復雜系統，企業進入該領域的技術門檻較高，因此以英國、德國、美國為代表的發達國家，一直主導激光加工產業的發展方向。雖然我國進入該領域的起步較晚，但是隨著國家戰略“中國制造2025”的不斷實施，我國的激光設備廠家和科研機構奮發圖強，涌現出如華工科技、大族激光、團結激光等后起之秀，其產品和技術與國外激光設備的差距在不斷縮小。另外，激光加工技術發展也是一個漫長與艱辛的過程，需要社會各方面的努力，筆者認為未來激光加工技術會往以下幾個方面發展?！　。?）激光器小型化  激光器一直作為激光加工技術的核心部件，其大小將決定整個設備的大小。前期由于微電子技術和光學技術的限制，激光器體積比較龐大，占地也較大。隨著激光器新技術（如光纖技術、紫外技術等）的不斷進步和發展，一批具有轉換效率高、工作穩定性好、光束質量好、體積小的激光器被開發出來，從而為激光設備的小型化提供了良好的基礎?！　。?）加工多能化  為適應市場的需求，激光設備廠家將不再追求單一的激光加工功能，而是開發集成切割、焊接、熱處理、噴涂中兩個或更多功能于一體的設備，為客戶實現設備價值的最大化?！　。?）設備智能化  隨著互聯網技術的興起，設備智能化將是激光加工技術又一大趨勢。智能工廠將各種生產計劃、材料的加工數據上傳至企業云端，工程師們在辦公室內通過遠程終端遙控，發出作業指令，控制設備運行狀態，實現產品生產過程的數字化、自動化和信息化?！　∥?、結束語　　隨著“中國制造2025”規劃的實施，激光加工技術以其無法比擬的優勢，成為推動工程機械產業轉型升級的重要工具。在互聯網+、5G等信息化技術大量引入之后，激光加工制造也開始向智能化制造轉型。在國家大力提倡企業堅持技術創新的背景下，國產激光生產廠家將不斷加大研發投入，為市場提供性價比更高的激光設備，從而帶動新興領域和傳統制造工藝革新，也為未來工程機械制造業激光加工技術的更加廣泛應用提供了技術支持。

　　模具在汽車零件制造中占有極其重要的地位。局部表面強化是保證模具使用壽命和提高產品穩定性的重要手段。覆蓋件模具在汽車模具中占有相當部分?！　≡谄嚫采w件制造中，拉毛問題受到越來越多的關注。汽車覆蓋件表面拉毛涉及的因素很多，大體可分為3個方面：①模具：包括模具材料，模具壓料面、拉深筋、拉深凸、凹模圓角等工作面的表面粗糙度，模具關鍵成形參數的設計等；②板料：包括材料成形工藝性、板料厚度、表面微觀形貌、纖維分布狀態等；③模具零件與板料的接觸界面狀態：包括潤滑條件、接觸壓力、摩擦狀態，熱傳導特性等?！　∫话阏J為汽車覆蓋件表面拉毛是由于板料與模具零件之間的摩擦狀態惡化，二者在突出接觸點的瞬間摩擦高溫產生冷焊效果，形成積屑瘤，造成粘著磨損，使得在板料表面形成劃痕，在模具零件表面產生磨損。造成這一現象的原因很多，模具零件方面的因素被認為是最主要的，有研究表明模具零件的工作表面材料硬度越高、與基體結合越牢固，抗拉毛效果越好?！　〖す馊鄹怖眉す馐诮饘倩w上掃描形成熔池，通過惰性氣體把合金粉末同步吹送到熔池，并快速凝固，形成的合金涂層與基體是冶金結合。在數控設備控制下，激光熔覆可以根據程序形成各種形狀的涂層。機器人自由度高，柔性好，可以根據需要在模具型面上進行法向掃描，制備出更復雜的空間曲面熔覆層。以下基于某車型覆蓋件拉深模，針對覆蓋件易拉毛相應的模具型腔部位，運用機器人激光熔覆技術進行修復的應用研究?！　?、試驗材料　　模具本體材料為MoCr鑄鐵，材料成分見表1。激光熔覆合金粉為Co基合金粉XY-27F-X40、Fe40合金粉和鎳鉻稀土自溶合金粉GXN-65A。3種粉末材料粒度均為140～325目，成分見表1?！　”? 試驗材料化學成分　　2、熔覆策略　　圖2 熔覆策略　　圖1 熔覆策略　　實施的熔覆策略如圖1所示，激光熔覆工藝參數除已確定的功率、掃描速度、送粉參數、離焦量等以外，還需確定單道熔覆路徑寬度W、高度H、搭接率ɑ、凈增平均層厚h。先由試驗探索并確定單道截面形貌參數：高度H、寬度W；再根據單道熔覆參數設計臺階試樣，分別測量3種不同金屬粉對應的熔覆層的凈增厚度h；參數寬度W、搭接率ɑ和厚度h是熔覆路徑編程的主要工藝依據。其中Fe40作為打底熔覆層，該合金粉標稱硬度與模具基體材料相當，且成本較低可大量用于打底層。GXN-65A和XY-27F-X40合金粉分別用于強化部位的上、下部分，因為不同部位的硬度要求不同?！　≡谠＞逤AD三維模型的基礎上，結合模具實際要求設計出坡口輪廓，以備機器人掃描路徑編程之需。再根據不同部位的性能和熔覆工藝進行分區編程、熔覆?！　。?）熔覆工藝參數　　圖2 單道激光熔覆路徑　　圖2 單道激光熔覆路徑　　圖3 單道激光熔覆路徑截面　　圖3 單道激光熔覆路徑截面　　將設備參數設定為：功率650W，掃描速度30mm/s，送粉參數0.6r/min；按不同合金粉末，分別熔覆3條單道路徑，如圖2所示。用線切割將單道路徑橫向切割，鑲嵌金相試樣，拋光后用4%的硝酸酒精腐蝕，在體視顯微鏡下觀察測量，其截面如圖3所示，測得的數據如表2所示?！　”? 單道激光熔覆路徑截面形貌參數　?。╝）臺階試樣CAD模型　?。╝）臺階試樣CAD模型　?。╞）臺階試樣熔覆路徑　?。╞）臺階試樣熔覆路徑　?。╟）實際熔覆的臺階試樣　?。╟）實際熔覆的臺階試樣　　圖4 臺階熔覆試樣　　用獲得的單道參數來熔覆臺階試樣，設計的臺階試樣CAD模型如圖4（a）所示，根據CAD模型用專用機器人離線編程軟件生成掃描路徑。參照單道熔覆路徑截面輪廓，搭接率均設為60%?？紤]到熔覆層微觀組織的外延生長特性，掃描路徑在相鄰兩層之間方向偏轉45°（見圖4（b）），以減輕組織的各向異性，使組織更均勻。在熔覆模具型腔部位時，也采用同樣路徑，制備的實際臺階試樣如圖4（c）所示。每層厚度的測量數據見表3，并繪制相應的折線圖（見圖5），表3數據作為不同熔覆層厚的編程依據，也將作為在實際模具型腔部位上熔覆的編程依據?！　D6 臺階熔覆試樣的厚度　　圖5 臺階熔覆試樣的厚度　　從圖5及表3數據可看出，在相同工藝參數下（功率、掃描速度、送粉轉速相同，同一層數），不同合金粉熔覆層厚度有明顯差別：XY-27F-X40熔覆層厚度最小，GXN-65A最大，Fe40處于兩者之間。引起這一差別的誘因很復雜，大致歸納如下：　?。?）粉末粒度分布以及松裝密度不同引起的實際送粉速率不同，造成單道以及多道搭接的熔覆層厚度不同?！　。?）合金粉末成分不同，熔池的鋪展程度就不同，引起合金粉末的實際捕捉率有所差異，造成熔覆層厚度的不同?！　。?）單道路徑截面形狀、搭接率不同引起的熔覆層表面紋理狀態不同，進一步影響熔池的鋪展，進而影響熔覆層厚度?！　。?）熔池鋪展、粉末捕捉、表面紋理狀態之間交互影響，造成最終熔覆層厚度的較大差異?！　。?）CAD模型的建立　?。╝）汽車覆蓋件拉深?！　。╝）汽車覆蓋件拉深?！　。╞）汽車覆蓋件拉深模CAD模型（標記A、B）　?。╞）汽車覆蓋件拉深模CAD模型（標記A、B）　?。╟）熔覆區域放大　?。╟）熔覆區域放大　?。╠）提取的熔覆區域邊界　?。╠）提取的熔覆區域邊界　　圖6 汽車覆蓋件拉深模實物及CAD模型　　汽車覆蓋件拉深模實物如圖6（a）所示，需熔覆強化部位在圖中已指出。對應的模具CAD模型如圖6（b）所示，其中A、B兩處即為熔覆位置。根據圖6（a）實際加工出的坡口形狀，在CAD模型上修改為與實物一致的輪廓，以保證編程路徑的精度，如圖7（c）所示。在已修改的CAD模型上提取熔覆區域邊界如圖6（d）所示，以備機器人離線編程所需?！　。?）機器人熔覆策略　　先用Fe40合金粉末熔覆打底層，編程數據參照表2和表3，搭接率為60%，連續熔覆3層，按每層厚度0.55mm編程，編程路徑如圖7所示?！　D7 Fe40打底層熔覆路徑　　圖7 Fe40打底層熔覆路徑　　圖8 分區域編程　　圖8 分區域編程　　在實際操作中按圖7路徑一次性熔覆整個區域存在的弊端是：由于曲率變化較大，熔覆過程中機器人姿態也頻繁變換，造成熔覆頭作業時產生震顫，從而影響熔覆精度，同時也不利于設備的保養維修。在熔覆XY-27F-X40和GXN-65A涂層時，分為3個區域編程，如圖8所示?！　。╝）機加工前熔覆效果　?。╝）機加工前熔覆效果　?。╞）機加工后熔覆效果　?。╞）機加工后熔覆效果　　圖10 最終熔覆效果　　首先熔覆Ⅱ、Ⅲ區域，再熔覆Ⅰ區域。Ⅱ、Ⅲ區域熔覆2層，Ⅰ區域熔覆3層，路徑編程參數依據表3，搭接率均為60%。最終熔覆效果如圖9（a）所示，機加工后效果如圖9（b）所示。機加工后，用便攜式硬度儀進行測量，測得XY-27F-X40涂層硬度為63HRC，GXN-65A涂層硬度為42HRC。

　　　　截齒是采煤和巷道掘進機械中的易損部件之一，是落煤及碎煤的主要工具，其性能直接影響到采煤機的生產能力、功率的消耗、工作穩定性和其他相關零件的使用壽命，截齒種類繁多，一般結構是在淬火回火的低合金結構鋼刀體身上嵌入硬質合金刀頭?！　〗佚X在工作時承受高的周期性壓應力、切應力、沖擊負荷，其主要失效形式為刀頭脫落、崩刀和刀頭、刀體磨損，在某些工況條件下也經常因為刀體折斷造成截齒的失效，由于截齒刀體的機械性能好壞直接影響截齒的使用壽命，所以合理選擇截齒刀體的材質和有效的熱處理方式，對減少截齒刀體的磨損折斷、降低采煤機截齒消耗量、提高采煤機械運轉率、增加采煤生產的綜合經濟效益，都有積極的意義?！　〗佚X是采掘機械的易損件，通過長期對截齒的分析與研究，從新型截齒的選用、截齒布置及截齒結構改進等幾個方面對采煤機截齒的可靠性進行了簡單分析，提高截齒的可靠性，降低齒耗占噸煤成本中的比例，提高采煤機有效工作時間，采煤機截齒的可靠性與截齒本身諸因素、采煤機的因素、煤層賦存條件等多種因素有關?！　〗洺２僮鞑擅簷C的工作人員一定很了解采煤機截齒是采煤機上較易損壞的設備之一，截齒損壞后修復的問題成為了廠家們和客戶最關心的問題，今天為大家介紹一種截齒修復的方法，使產品實現最大的經濟價值?！　〕咚偌す馊鄹?，也稱為EHLA （Extreme High Speed Laser Cladding），由德國Fraunhofer ILT 發明，被譽為當前可替代電鍍技術最具競爭力的工藝，因其為工業界帶來的革新性技術進步，2017年獲得弗朗恩霍夫協會創新獎（Joseph von Fraunhofer）、德國激光創新獎（Berthold Leibinger Innovationspreis）、 德國鋼鐵協會創新獎（Steel Innovation Prize program）等多個獎項?！　〕咚偌す馊鄹布夹g主要用于提高零件表面的耐磨、耐腐蝕、耐高溫、及抗氧化等性能，從而達到表面改性或修復的目標，滿足了對材料表面特定性能的要求?！　〕咚偌す馊鄹布夹g本質上改變了粉末的熔化位置，使粉末在工件上方就與激光交匯發生熔化，隨之均勻涂覆在工件表面。其熔覆速率可高達20－200m／min，因熱輸入小，熱敏感材料、薄壁與小尺寸構件均可采用該技術進行表面熔覆，而且可用于全新的材料組合，例如鋁基材料、鈦基材料或鑄鐵材料上涂層的制備。由于涂層表面質量明顯高于普通激光熔覆，只需要簡單打磨或拋光即可應用，因此材料浪費、后續加工量都大大減少，在成本、效率、及對零件的熱影響上超高速激光熔覆都具有不可替代的應用優勢?！　嗚÷摵峡萍甲鳛镕raunhofer ILT的孵化企業，率先將超高速激光熔覆技術引進中國市場，與Fraunhofer ILT緊密合作對超高速激光熔覆進行技術產業化升級，不斷完善工藝水平，提升其核心部件的功能性，如送粉噴嘴的耐用性、送粉精度、高送粉量、粉末利用率等。在Fraunhofer ILT原有高精度同軸送粉噴嘴的基礎上進行改型，正式推出高效、高匯聚性送粉噴嘴，送粉效率可達5kg／hr以上，粉末利用率高達95％。而其特殊的模塊化設計，大大降低了使用成本，使損耗件的更換變得異常簡單，同時保證了工藝的可重復性，噴嘴尺寸也可根據維修位置進行靈活調整。新開發的超高速激光熔覆加工頭，通過特殊的光路調節系統設計，實現光－粉在空間的最理想交互，使得粉末熔化更加穩定、能量利用更加高效?！　±贸咚偌す馊鄹布夹g，可以完美解決采煤機截齒刀頭崩刀，刀頭、刀體磨損等問題，提高截齒使用壽命，降低使用成本。

　　　　激光硬化是對金屬零件表面快速地進行局部淬火的一種高新技術。這種工藝方法用于強化零件的表面，可以顯著地提高金屬材料及零件的表面硬度、耐磨性、耐蝕性、疲勞性能及強度和高溫性能；同時可使零件心部保持良好的韌性，以使零件的力學性能具有耐磨性好、沖擊韌性高、疲勞強度高的特點。激光硬化可以提高產品的服役能力和成倍地延長其使用壽命，具有顯著的經濟特點，現已廣泛地應用于齒輪、模具、發動機缸套、軋輥、曲軸等行業?！　「鶕す馀c材料相互作用時激光能量密度的不同，激光硬化一般分為3種工藝：激光相變硬化（功率密度為104～105W/cm2）、激光熔化凝固硬化（功率密度為105～107W/cm2）、激光沖擊硬化（功率密度為108W/cm2以上）。目前，在國內工業界應用較多的是激光相變硬化?！　∫?、激光相變硬化的原理簡介　　激光相變硬化是以高能量（104～105W/cm2）的激光束快速地掃描工件，使被照射的金屬材料零件表面溫度以極快的速度（104～109℃/s）升到高于相變點（對鋼件而言：Ac1或Ac3）而低于熔化溫度，當激光束離開被照射部位時，由于熱傳導的作用，處于冷態的基體以104～106℃/s的冷卻速度極快地對所加熱的表面進行自冷淬火，從而實現零件表面的相變淬火硬化?！　《?、激光表面硬化比常規硬化處理的優勢　　激光表面硬化處理適用于常規硬化處理（滲碳和碳氮共滲淬火、氮化及高中頻感應淬火等）所不能完成或難于實現的某些零件及其局部位置的表面強化處理，概括起來有以下主要特點：　?。?）金屬材料零件表面的高速加熱與快速冷卻，有利于提高掃描速度和提高生產效率?！　。?）激光硬化依靠熱量由表至里的熱傳導進行自冷淬火，無須冷卻介質和相關配套裝置，生產成本極低，且對環境無污染?！　。?）激光表面硬化處理后的零件表面硬度高，比常規淬火硬度提高15%~20%；同時可獲得極細的硬化層組織，硬化層深度通常為0.3～0.5mm，若采用更大功率的激光器，其硬化層深度可達1mm左右?！　。?）激光硬化的熱影響區小，淬火應力及變形小，工件熱變形可由加工工藝控制到極小的程度，后續加工余量小。有些工件經激光處理后，甚至可直接投入使用?！　。?）激光束的能量可連續調整，并且沒有慣性，配合數控系統，可以實現柔性加工?？梢詫π螤顝碗s的零件和其它常規方法難以處理的零件進行局部硬化處理，也可以在零件的不同部位進行不同的激光硬化處理?！　。?）采用激光硬化，可在零件表面形成細小均勻、層深可控、含有多種介穩相和金屬間化合物的高質量表面強化層?？纱蠓忍岣弑砻嬗捕?、耐磨性和抗接觸疲勞的能力以及制備特殊的耐腐蝕功能的表層?！　。?）配有計算機控制的多維空間運動工作臺的現代大功率激光器，特別適用于生產率高的機械化、自動化生產?！　。?）激光是一種清潔的綠色能源，生產效率高，加工質量穩定可靠、成本低，經濟效益和社會效益好?！　∪?、激光硬化工藝及裝備簡介　　1.激光相變硬化工藝簡介　?。?）激光與材料相互作用的幾個階段　　激光硬化時，根據激光輻照作用的強度和持續的時間，將激光與材料的相互作用分為以下幾個階段：①導光：把激光輻照引向材料。②吸收涂層預處理、熱傳導：吸收激光能量并把光能傳給材料。③光能轉變為熱能：將零件快速加熱及快速冷卻?！　。?）激光作用時的表面溫度、時間和硬化層深度的簡便估算　　激光光束垂直照射到金屬表面上，t時刻射在表面上光斑中心z軸上一點的溫度用T0，t表示：　　激光表面硬化與常規熱處理的對比　　式中  r——金屬表面反射率；　　P——激光功率（W）；　　α——激光光斑半徑（m）；　　k——系數；　　t——激光作用時間（s）?！　τ谔妓鼗蚝辖鸾Y構鋼，其硬化層深度（金屬加熱到900℃的那層深度）z為：　　激光表面硬化與常規熱處理的對比　　若已知激光硬化層深度z，也可近似地估算出激光束作用的時間t?！　。?）激光硬化工藝參數與硬化層深度　　激光器的輸出功率P、掃描速度υ和作用在零件材料表面上光斑尺寸D等是激光硬化處理的主要工藝參數，其3個工藝參數對激光硬化層深度的影響作用如下：　　激光表面硬化與常規熱處理的對比　　因此，在制定激光硬化工藝參數時，首先應確定激光功率、光斑尺寸和掃描速度?！　?.激光硬化熱處理裝置系統簡介　　激光硬化熱處理裝置系統主要有激光器系統（激光器、激光功率監測、激光功率反饋裝置等）、導光系統（光路轉折調整機構）和微機控制淬火機床，其工作系統分布如圖1所示?！　D1 激光硬化熱處理裝置系統示意圖　　圖1  激光硬化熱處理裝置系統示意圖　　四、激光相變硬化后金屬材料的組織與性能　　1.激光硬化后金屬材料顯微組織的主要特點　　激光硬化后在金屬材料的硬化區組織中具有與常規處理相同的組織結構，但由于快速加熱和快速冷卻的作用，致使激光相變硬化后的硬化區的組織具有以下幾個特點：　?。?）組織的不均勻性。亞共析鋼和過共析鋼中的不均勻性將導致保留鋼中的先共析相，即亞共析鋼中的鐵素體和過共析鋼中的滲碳體。在同樣的冷卻速度條件下，奧氏體中碳含量的不均勻性將導致低碳部分形成鐵素體-滲碳體，其高碳部分卻可形成馬氏體組織?！　。?）激光相變硬化過程中的極大冷卻速度使金屬材料組織中產生大量的缺陷，減緩了再結晶過程，并且繼承了奧氏體中的缺陷，從而細化了亞結構，提高了位錯密度，其幾種材料激光硬化前后的亞結構特征如表1所示?！　”? 幾種材料激光硬化前后的亞結構特征　　表1 幾種材料激光硬化前后的亞結構特征　?。?）激光硬化后金屬材料的晶粒度顯著細化。在超快速加熱的條件下，金屬材料的過熱度極高，造成相變驅動力△Gα→γ很大，從而使奧氏體的形核數目劇增；與此同時，瞬時加熱后的超細奧氏體晶粒來不及長大，隨后的超快速冷卻將其保留下來，可造成奧氏體晶粒明顯細化，細化的奧氏體晶粒在發生馬氏體轉變時，轉化成細小的馬氏體組織。幾種材料激光相變前后的晶粒度對比如表2所示?！　×硗?，在激光相變硬化過程中，金屬材料不同的原始組織和掃描速度的變化對晶粒度的大小有直接的影響。通常淬、回火的原始組織比調質或正火的原始組織具有更小的晶粒尺寸，增加掃描速度有利于減小晶粒尺寸?！　”?  幾種材料激光相變硬化前后的晶粒度對比　　表2 幾種材料激光相變硬化前后的晶粒度對比　　2.激光硬化后金屬材料的主要性能特點　　與常規熱處理相比，因激光硬化后的顯微組織具有不同的特點，使其金屬材料的性能呈現出以下幾個主要特點：　?。?）激光表面硬化處理后的零件表面硬度高，比常規淬火硬度提高15%~20%?！　。?）提高材料或零件的表面耐磨性。激光硬化與常規熱處理耐磨性的對比如表3所示?！　”? 激光硬化與常規熱處理的耐磨性對比　　表3 激光硬化與常規熱處理的耐磨性對比　?。?）提高金屬材料的疲勞性能。因激光硬化處理可細化金屬材料的顯微組織、提高表面硬度并具有殘余壓應力、可有效地提高金屬材料的疲勞性能。以40Cr鋼材料零件為例，與常規熱處理相比，其激光相變硬化后的疲勞壽命如表4所示?！　”? 激光硬化與常規熱處理的耐磨性對比　　表3 激光硬化與常規熱處理的耐磨性對比　　激光相變硬化后的顯微組織為極細的板條馬氏體和孿晶馬氏體，由于晶粒細化，使得在交變應力下不均勻滑移的程度減少，推遲了疲勞裂紋源的產生。同時，隨著晶界數目的增多，使疲勞裂紋的擴展受到障礙，大大降低了裂紋的擴展速率?！　×硗?，位于馬氏體板條間較多的殘余奧氏體因產生的塑性變形而松弛了裂紋尖端的應力集中，而使裂紋尖端鈍化，延遲了裂紋的形成。

　　進入冬季，環境溫度較低，如果沒有防護措施進行鋼構件焊接作業，對鋼構件的焊接質量會產生重大影響，如在低溫下焊接，會使剛才脆化，也會使焊縫和母材熱影響區的冷卻速度加快，易于產生淬硬組織,脆性增大,這對于建筑鋼結構常用的低合金鋼(如Q345)的焊接危害性很大?！　∫虼?冬季焊接施工必須要嚴格按照工藝要求實施,不得盲目焊接?！　∫?、焊材要求　　1.嚴格焊材庫的管理,焊條必須按標準進行烘干,烘干次數不得超過2次在空氣中的暴露時間不得超過2小時。如現場沒有烘箱必須及時申請配備,并安排專人焙烘、發放?！　?.焊工持保溫桶領取焊條,一次領用不得超過半天用量;焊接過程必須蓋好保溫桶蓋,并使保溫桶保持通電狀態;定位焊時一次只能取用1根;焊接時一次取用不得超過3根。嚴禁焊材外露受潮,如發現焊材受潮不得再次使用?！　?.焊絲如在四小時內未用完,應退回焊材一級庫保存,不允許留在送絲盤上?！　?.氣體保護焊采用的二氧化碳,氣體純度不宜低于99.9%(體積比),含水量不得超過0.005%(重量比)。新瓶氣體使用時,必須倒置24小時后打開閥門把水放盡方可使用,防止凍結。瓶內氣體高壓低于1MPa時應停止使用。焊接前要先檢查氣體壓力表上的指示,然后檢查氣體流量計并調節氣體流量。使用時瓶口必須接加熱裝置?！　?.氣瓶必須存放在0℃以上的環境里。使用瓶裝氣體時,瓶內氣體壓力低于1N/mm2時應停止使用。在零度以下使用時,要檢查瓶嘴有無冰凍堵塞現象?！　《?、焊前一般要求　　1.清除待焊處鋼材表面的水、氧化皮、銹、油污?！　?.焊接作業區的相對濕度不得大于90%?！　?.當焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時,應采取加熱去濕除潮措施?！　?.T形接頭、十字形接頭、角接接頭和對接接頭主焊縫兩端,必須配置引弧板和引出板,其材質應和被焊母材相同,坡口形式應與被焊焊縫相同,禁止使用其它材質的材料充當引弧板和引出板?！　?.手工電弧焊和氣體保護電弧焊焊縫引出長度應大于25mm。其引弧板和引出板寬度應大于50mm,長度宜為板厚的1.5倍且不小于30mm,厚度應不小于6mm;非手工電弧焊焊縫引出長度應大于80mm。其引弧板和引出板寬度應大于80mm,長度宜為板厚的2倍且不小于100mm,厚度應不小于10mm?！　?.焊接完成后,應用火焰切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。不得用錘擊落引弧板和引出板?！　∪?、冬季施焊措施（焊接環境溫度零下5°C以下）　　1.設置防護棚:　　在室外施工,當環境溫度低于-5℃時,必須在焊接區域設置防護棚,以提高焊接環境溫度、并防風防雨?！　?.焊前預熱:　　焊前應對焊縫進行預熱,預熱區域應在焊接坡口兩側,必要時采用伴隨預熱的方法,確保預熱溫度和層間溫度。加熱溫度為80—150℃,預熱范圍為焊縫各側面的1.5t(t為板厚),且不小于100mm。測溫采用遠紅外測溫儀,測溫點在距坡口邊緣75mm處,平行于焊縫中心的兩條直線上?！　?.1.焊縫預熱溫度　　圖片　　注:Q345GJ預熱溫度參照Q345執行;Q390、420預熱溫度參照Q460;當板厚t=100~110mm時,Q420、Q460和鑄鋼件的最低預熱溫度為180℃?！　?.2.定位焊預熱溫度比正式焊縫高30~50度?！　D片　　3 焊速與焊道布置　　手工電弧焊平、橫、仰焊焊接速度以規定每根焊條焊接的焊縫長度;氣體保護焊以單道焊縫不允許擺動,焊層厚度控制在5-6mm,焊條(炬)與工件夾角不小于30°。立焊時允許最大擺動寬度:15mm ～20mm?！　? 焊后緩冷　　在零度以下厚鋼板焊接完成后,在焊縫兩側板厚的2-3倍范圍內,應采取保溫暖冷措施,并使焊縫緩慢冷卻,冷卻速度應不大于10℃/min?！　? Q460鋼材的特殊焊接要求　　5.1Q460E鋼材焊接應由焊接考試合格的焊工進行施焊?！　?.2Q460E鋼材在0℃以下不得進行焊接,如必須進行焊接就要搭設保暖棚,保證保暖棚中的環境溫度在0℃以上。

　　　　泵閥行業的加工利器，閥門密封面激光熔覆　　球閥（ball valve）問世于20世紀50年代，隨著科學技術的飛速發展，生產工藝及產品結構的不斷改進，在短短的40年時間里，已迅速發展成為一種主要的閥類。在西方工業發達的國家，球閥的使用正在不斷的上升。在我國，球閥被廣泛的應用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。所以，降低球閥的維修頻率，提高球閥的使用壽命，對提高我國的社會生產效率具有重要意義。符合我國綠色節能環保，建設資源節約型社會，實現可持續發展的重大戰略?！　”瞄y行業的加工利器，閥門密封面激光熔覆泵閥行業的加工利器，閥門密封面激光熔覆　　硬密封球閥適合于高溫高壓的水、蒸汽、石油、煤炭、纖維、稠性和腐蝕性介質，以及帶顆粒的介質。常規采用耐高溫、耐腐蝕的硬質合金作為密封面。激光熔覆的密封面具有更好的耐磨性能?！　〖す馊鄹仓饕匦浴　〖す馊鄹惨步屑す舛押?，采用高能量激光作為熱源，以金屬合金粉末作為焊材，通過激光與合金粉末同步作用于金屬表面實現快速熔凝，形成致密、均勻、稀釋率低、厚度可控的冶金結合的合金層，是一種可以顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等性能的表面改性方法?！　∨c傳統手工堆焊和等離子堆焊相比，具有硬度分布均勻、堆焊層稀釋率低、晶粒細小組織致密、界面結合強度高等特點；同時由于激光熔覆熱輸入量小、工件變形量小，所需堆焊層厚度減小，加工余量小，節約了機加工成本?！　【煤愎怆娮鳛殚y門激光熔覆領先品牌，對激光熔覆設備有著自己獨有的優勢和豐富的經驗，久恒光電致力于為全球客戶提供高性價比的產品和服務！　　推 薦 設 備　　閥門密封面激光熔覆設備　　閥門密封面激光熔覆設備　　閥門密封面激光熔覆設備是針對硬密封閥門閥體和閥座密封面堆焊開發的專業激光加工設備，配備兩個獨立的工位，可以實現對球體、閥座、平面類閘閥的加工?！　】梢圆糠痔娲冇层t，熱噴涂，電弧焊，等離子堆焊，超音速噴涂工藝，采用激光堆焊的密封面具有形變小、熱影響小、界面結合強度高、機加工余量小、耐磨耐蝕性能優異、使用壽命長、性價比高的特點?！　〔捎脤＠恼浑p旋轉機構，簡化了球體的加工軌跡，大大提高了加工過程的穩定性；　　控制軟件具備球缺、回旋、等速螺線等模型化工藝模塊，只需輸入簡單的參數就可以實現復雜軌跡加工，系統操作簡便?！　?1閥門密封面激光熔覆優點　　強韌性好：組織細化，同時兼顧強韌性，同等硬度下具有更好的耐磨性；　　界面強度高：冶金結合，抗拉強度>500MPa，大于基體強度；　　稀釋率低：稀釋率≦3%，比傳統工藝高3-5HRC，保證熔覆層耐溫、耐磨性能；　　熔覆層組織：晶粒細小，組織致密，無孔隙，具有各向同性；　　硬度均勻：表面沒有軟點，硬度差≦3HRC，有效層深內硬度一致性好?！　?2適用范圍　　適用于各類閥門的閥座，雙平行閘閥、楔形閘閥、平板閘閥閥體硬密封面的激光堆焊。

　　　　工程機械作為機械制造行業的重要分支，具有門類多、功能復雜、結構強度高等特點。雖然一直以來很少成為各種制造新技術的試驗田，但由于科技人員的創新精神和攻堅克難的勇氣，新技術也將最終推廣到工程機械制造領域，比如焊接機器人、自動化、智能物流等。當然激光加工技術作為一種綠色、環保、高效并且與物件無接觸的加工技術，自然也受到行業的青睞?！　《?、激光加工的特點　　激光加工起源于20世紀60年代的德國，其加工原理主要是利用激光器產生的高能粒子對工件的表面進行熔化和氣化，并以此原理進行各種衍生加工技術。由于激光光束具有很好的穩定性和抗干擾性，并且對被加工件限制條件（如加工的形狀、尺寸、環境）較少，因此可對大部分金屬材料和非金屬材料進行高質量、高精度加工。激光加工技術一直都是“高精尖特”的技術代表?！　∑浼庸ぬ攸c及優勢總體來說，可以概況為“高、快、好、省、廣”，具體內容如下：　?。?）高  激光加工精度高、加工效率高、材料利用率高、經濟效益高。比如一臺價格30萬元的激光切割機，企業在正常加工的情況下，一年半時間就可以收回設備成本，并產生利潤?！　。?）快  加工速度快，由于激光的能量介質是光源，因此其加工速度非?？?，最高可達100m/min。目前，最先進的3G激光切割機，其速度是主流加工設備的1.5倍以上?！　。?）好  激光加工抗干擾性好，不容易受環境因素的影響，因此激光加工出來的零件質量非常好，精度可以和普通的機床精加工處于同一水平（微米級）?！　。?）省  激光加工的產品材料利用率高，比較省材料；據不完成統計，激光加工與其他加工技術相比，可節省材料10%~30%。另外，激光加工屬于不接觸加工工藝，因此設備所需要的耗材比較少，大大節約了生產成本?！　。?）廣  激光加工的材料范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，也適用于加工非金屬材料。另外，激光加工材料形狀比較廣，直線、曲線、異形圖案等都可以加工出來，真正實現無障礙加工?！　∪?、激光加工技術在工程機械制造中的應用　　近幾年來，隨著激光加工技術及設備的突破，越來越多地應用于工程機械產品制造各工序中。下面就目前工程機械應用的主流技術進行介紹?！　?.1    激光加工技術在板材切割下料領域的應用　　激光切割是利用激光振蕩器輸出的激光光束通過聚焦鏡聚焦，產生的高密度能量照射在材料上使之熔化蒸發而進行的切割方法。與生產中常用的熱切割法（火焰、等離子等）相比，因為單位面積的能量大，所以能進行切割割縫較小的高精度產品?！　±?，某公司下料中心擁有精細等離子切割、光纖激光切割、平板坡口切割、管相貫線切割、鉆切復合一體機、型鋼切割六大類設備100余臺，為工程機械廠家卡特、小松、約翰迪爾以及國內工程機械以及權屬子公司產品下料，同時服務于當地配套企業的需求。其中包含三臺二維激光切割機、兩臺三維激光切割機。激光下料產品涉及幾乎所有工程機械大類使用的機罩、油箱、駕駛室等零部件產品，厚度以1~25mm板或型材為主，切割材料為從普材Q235A至1000MPa高強度板，每年下料能力達到2萬t?！　∧壳?，工程機械板材加工行業內的主流技術產品所使用的激光切割機有兩種，分別為CO2激光切割機和光纖激光切割機。CO2激光切割機為早期產品，技術沒有光纖激光先進，波長約為光纖的1/10。傳播一般是在與外界空氣隔離的光路內進行，光纖激光在光纖中傳播，通過性更好，能量束更高，從而熱影響更小，切割線更窄，有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的熱變形等?！　〕Ｒ幍募す馇懈钕铝贤?，激光切割技術在圓孔切割、預留工藝豁口及工藝樣板制作等方面應用優勢明顯，可應用于工藝裝備孔的“以切代鉆”，省去鉆孔工序的時間，提高生產效率，以及節省鉆模板的制作費用?！　?.2    激光加工技術在焊接領域的應用　　傳統的工程機械焊接技術大多數采用的是氣體保護焊、埋弧焊或氬弧焊等焊接方式，焊接出來的產品往往存在著飛濺多、變形量大等質量缺陷，另外產生的焊接弧光、灰塵也會危害操作人員的身心健康。隨著技術的發展，工業制品生產企業也在就如何提升焊接質量、效率以及減少人工作業方面做了大量的工作，逐漸把汽車工業白車身的機器人焊接、流水線以及柔性制造理念引入到工程機械焊接工序?！　≡缙谟捎诩す夤β什蛔愫图す夂讣夹g受限，無法在多以中厚板或超厚板為主的工程機械產品中應用。但近幾年上海交通大學、哈爾濱工業大學等知名高校，針對中厚板激光焊接技術進行了大量的研究及試驗，也形成了高功率激光深熔焊、電弧復合焊、超窄間隙多層填絲焊以及真空負壓激光焊等多種焊接方法。激光電弧復合焊技術在工程機械起重機臂架應用較為成功，是將能量傳輸機制和物理特性截然不同的兩種熱源復合在一起，作用于統一焊接位置，可以同時發揮兩種熱源的優勢，使焊縫熔深增大、間隙搭橋能力增強，焊接效率提高，起到1+1＞2的效果?！　±?，汽車起重機伸臂材質為屈服強度960MPa的高強鋼，采用激光-雙絲MAG復合焊接。相比傳統的焊接具有焊接適應性強，可適用于高反射和難焊接以及異種材料的焊接；提高焊接過程穩定性，改善焊縫成形，并可消除焊接缺陷，提高焊縫質量，100%全檢通過；效率提升了300%，相比單一熱源焊接，復合焊接能夠有效增加熔深50%，提高焊接速度，同時保證較小的熱輸入；具有更高的填充效率，節約30%以上單位焊絲用量?！　?.3    激光加工技術在再制造領域的應用　　近幾年，工程機械再制造業務發展較快，一方面節能降耗，屬綠色制造范疇，國家大力提倡；另一方面再制造后的產品性能與新品基本相當，價格約為新品的2/3，用戶也逐漸接受認可，僅投入40%~60%的制造成本，企業也樂意去做。零部件再制造主要是更換一些易損件、密封件和修復機構中的磨損，這其中用到最重要的技術就是高效激光堆焊技術，也稱激光熔覆技術，主要原理為利用高功率、高密度的激光束，在基體表面形成一層微熔層，同時預置或同步添加特定成分的直熔合金粉，以此達到對磨損的零部件進行均勻修復的目的，也屬于一種增材制造技術。同時具有較高的靈活性，對零部件堆焊區域可選、材料可選甚至性能可選，為實現產品的差異化定制提供了優質可行的制造方案。如大功率推土機底盤用履帶漲緊彈簧筒由于使用中出現磨損，再制造針對磨損區域采取激光熔覆增材處理，從耐磨多個維度指標進行檢測，表面硬度合格，熔覆狀態層硬度梯度合理，金相組織較好，可使大功率推土機彈簧筒壽命提升300%，目前不僅用于再制造，同時在新品上替代原鍍鉻+前期感應熱處理工藝，大大提升了產品在行業中的競爭力?！　?.4    激光加工技術在質量管理領域的應用　　ISO 9000質量管理體系明確要求做好零部件的過程監控，質量要具有可追溯性。工程機械廠家為有效地追溯零部件質量情況和使用情況，也要求自制零部件及配套商做好永久性標識，標識的內容主要包括產品名稱、物料號、圖號、生產廠家、生產日期及二維碼等基本信息。傳統的打標技術主要是利用氣缸不斷的機械運動沖擊物件，在標牌表面留下運動軌跡，這種方式存在著噪聲大、字跡模糊、標牌變形等缺點。而激光打標技術屬于無接觸加工，它是利用激光發出的光束，使工件表面材料瞬間熔融，通過控制激光在材料表面的路徑，從而形成圖文標記的一種方法。與傳統方法相比，具有以下優勢：①速度快，相比傳統速度提升一倍以上。②字體質量高，字跡清晰，并且很多復雜的圖案、符號、字母也可打印出來，這點是傳統的打標方式無法比擬的。③無接觸加工，綠色環保無污染，結合數控軟件系統，可以實現自動化打標?！　?.5    結論　　通過以上實例可以看出，激光加工技術已不斷應用到工程機械制造的各個工序環節，當然激光清洗技術也正在吸引來自航空航天、汽車、工程機械等領域的關注。該工藝可用于去除油漆、清潔模具或在焊接前去除氧化層和涂層，其速度更快，并且產生的廢料更少，目前工程機械行業應用較少。針對上述激光加工技術，大多工程機械企業已把其納入到自己的企業工藝標準，用以提升產品的品質和效率。隨著激光加工技術國產化加快，部分中小企業也嘗試購買激光設備進行激光加工，以降低人工成本，提高產品質量，但是和國外成熟的標準化應用相比，國內加工企業還有很長的路要走?！　∷?、激光加工技術發展趨勢　　激光加工技術是集機械、電氣、數控、光學及液壓等多領域結合的一門復雜系統，企業進入該領域的技術門檻較高，因此以英國、德國、美國為代表的發達國家，一直主導激光加工產業的發展方向。雖然我國進入該領域的起步較晚，但是隨著國家戰略“中國制造2025”的不斷實施，我國的激光設備廠家和科研機構奮發圖強，涌現出如華工科技、大族激光、團結激光等后起之秀，其產品和技術與國外激光設備的差距在不斷縮小。另外，激光加工技術發展也是一個漫長與艱辛的過程，需要社會各方面的努力，筆者認為未來激光加工技術會往以下幾個方面發展?！　。?）激光器小型化  激光器一直作為激光加工技術的核心部件，其大小將決定整個設備的大小。前期由于微電子技術和光學技術的限制，激光器體積比較龐大，占地也較大。隨著激光器新技術（如光纖技術、紫外技術等）的不斷進步和發展，一批具有轉換效率高、工作穩定性好、光束質量好、體積小的激光器被開發出來，從而為激光設備的小型化提供了良好的基礎?！　。?）加工多能化  為適應市場的需求，激光設備廠家將不再追求單一的激光加工功能，而是開發集成切割、焊接、熱處理、噴涂中兩個或更多功能于一體的設備，為客戶實現設備價值的最大化?！　。?）設備智能化  隨著互聯網技術的興起，設備智能化將是激光加工技術又一大趨勢。智能工廠將各種生產計劃、材料的加工數據上傳至企業云端，工程師們在辦公室內通過遠程終端遙控，發出作業指令，控制設備運行狀態，實現產品生產過程的數字化、自動化和信息化?！　∥?、結束語　　隨著“中國制造2025”規劃的實施，激光加工技術以其無法比擬的優勢，成為推動工程機械產業轉型升級的重要工具。在互聯網+、5G等信息化技術大量引入之后，激光加工制造也開始向智能化制造轉型。在國家大力提倡企業堅持技術創新的背景下，國產激光生產廠家將不斷加大研發投入，為市場提供性價比更高的激光設備，從而帶動新興領域和傳統制造工藝革新，也為未來工程機械制造業激光加工技術的更加廣泛應用提供了技術支持?！　”疚陌l表于《金屬加工（熱加工）》2020年第6期10-13頁，作者：傅中明，揚州豐源車身制造有限公司；李德明，山推工程機械股份有限公司，原標題：《工程機械激光加工技術到底有何前景？》

　　　　模具在汽車零件制造中占有極其重要的地位。局部表面強化是保證模具使用壽命和提高產品穩定性的重要手段。覆蓋件模具在汽車模具中占有相當部分?！　≡谄嚫采w件制造中，拉毛問題受到越來越多的關注。汽車覆蓋件表面拉毛涉及的因素很多，大體可分為3個方面：①模具：包括模具材料，模具壓料面、拉深筋、拉深凸、凹模圓角等工作面的表面粗糙度，模具關鍵成形參數的設計等；②板料：包括材料成形工藝性、板料厚度、表面微觀形貌、纖維分布狀態等；③模具零件與板料的接觸界面狀態：包括潤滑條件、接觸壓力、摩擦狀態，熱傳導特性等?！　∫话阏J為汽車覆蓋件表面拉毛是由于板料與模具零件之間的摩擦狀態惡化，二者在突出接觸點的瞬間摩擦高溫產生冷焊效果，形成積屑瘤，造成粘著磨損，使得在板料表面形成劃痕，在模具零件表面產生磨損。造成這一現象的原因很多，模具零件方面的因素被認為是最主要的，有研究表明模具零件的工作表面材料硬度越高、與基體結合越牢固，抗拉毛效果越好?！　〖す夂附永眉す馐诮饘倩w上掃描形成熔池，通過惰性氣體把合金粉末同步吹送到熔池，并快速凝固，形成的合金涂層與基體是冶金結合。在數控設備控制下，激光焊接可以根據程序形成各種形狀的涂層。機器人自由度高，柔性好，可以根據需要在模具型面上進行法向掃描，制備出更復雜的空間曲面熔覆層。以下基于某車型覆蓋件拉深模，針對覆蓋件易拉毛相應的模具型腔部位，運用機器人激光焊接技術進行修復的應用研究?！　?、試驗材料　　模具本體材料為MoCr鑄鐵，材料成分見表1。激光焊接合金粉為Co基合金粉XY-27F-X40、Fe40合金粉和鎳鉻稀土自溶合金粉GXN-65A。3種粉末材料粒度均為140～325目，成分見表1?！　”? 試驗材料化學成分　　2、熔覆策略　　圖2 熔覆策略　　圖1 熔覆策略　　實施的熔覆策略如圖1所示，激光焊接工藝參數除已確定的功率、掃描速度、送粉參數、離焦量等以外，還需確定單道熔覆路徑寬度W、高度H、搭接率ɑ、凈增平均層厚h。先由試驗探索并確定單道截面形貌參數：高度H、寬度W；再根據單道熔覆參數設計臺階試樣，分別測量3種不同金屬粉對應的熔覆層的凈增厚度h；參數寬度W、搭接率ɑ和厚度h是熔覆路徑編程的主要工藝依據。其中Fe40作為打底熔覆層，該合金粉標稱硬度與模具基體材料相當，且成本較低可大量用于打底層。GXN-65A和XY-27F-X40合金粉分別用于強化部位的上、下部分，因為不同部位的硬度要求不同?！　≡谠＞逤AD三維模型的基礎上，結合模具實際要求設計出坡口輪廓，以備機器人掃描路徑編程之需。再根據不同部位的性能和熔覆工藝進行分區編程、熔覆?！　。?）熔覆工藝參數　　圖2 單道激光焊接路徑　　圖2 單道激光焊接路徑　　圖3 單道激光焊接路徑截面　　圖3 單道激光焊接路徑截面　　將設備參數設定為：功率650W，掃描速度30mm/s，送粉參數0.6r/min；按不同合金粉末，分別熔覆3條單道路徑，如圖2所示。用線切割將單道路徑橫向切割，鑲嵌金相試樣，拋光后用4%的硝酸酒精腐蝕，在體視顯微鏡下觀察測量，其截面如圖3所示，測得的數據如表2所示?！　”? 單道激光焊接路徑截面形貌參數　?。╝）臺階試樣CAD模型　?。╝）臺階試樣CAD模型　?。╞）臺階試樣熔覆路徑　?。╞）臺階試樣熔覆路徑　?。╟）實際熔覆的臺階試樣　?。╟）實際熔覆的臺階試樣　　圖4 臺階熔覆試樣　　用獲得的單道參數來熔覆臺階試樣，設計的臺階試樣CAD模型如圖4（a）所示，根據CAD模型用專用機器人離線編程軟件生成掃描路徑。參照單道熔覆路徑截面輪廓，搭接率均設為60%?？紤]到熔覆層微觀組織的外延生長特性，掃描路徑在相鄰兩層之間方向偏轉45°（見圖4（b）），以減輕組織的各向異性，使組織更均勻。在熔覆模具型腔部位時，也采用同樣路徑，制備的實際臺階試樣如圖4（c）所示。每層厚度的測量數據見表3，并繪制相應的折線圖（見圖5），表3數據作為不同熔覆層厚的編程依據，也將作為在實際模具型腔部位上熔覆的編程依據?！　D6 臺階熔覆試樣的厚度　　圖5 臺階熔覆試樣的厚度　　從圖5及表3數據可看出，在相同工藝參數下（功率、掃描速度、送粉轉速相同，同一層數），不同合金粉熔覆層厚度有明顯差別：XY-27F-X40熔覆層厚度最小，GXN-65A最大，Fe40處于兩者之間。引起這一差別的誘因很復雜，大致歸納如下：　?。?）粉末粒度分布以及松裝密度不同引起的實際送粉速率不同，造成單道以及多道搭接的熔覆層厚度不同?！　。?）合金粉末成分不同，熔池的鋪展程度就不同，引起合金粉末的實際捕捉率有所差異，造成熔覆層厚度的不同?！　。?）單道路徑截面形狀、搭接率不同引起的熔覆層表面紋理狀態不同，進一步影響熔池的鋪展，進而影響熔覆層厚度?！　。?）熔池鋪展、粉末捕捉、表面紋理狀態之間交互影響，造成最終熔覆層厚度的較大差異?！　。?）CAD模型的建立　?。╝）汽車覆蓋件拉深?！　。╝）汽車覆蓋件拉深?！　。╞）汽車覆蓋件拉深模CAD模型（標記A、B）　?。╞）汽車覆蓋件拉深模CAD模型（標記A、B）　?。╟）熔覆區域放大　?。╟）熔覆區域放大　?。╠）提取的熔覆區域邊界　?。╠）提取的熔覆區域邊界　　圖6 汽車覆蓋件拉深模實物及CAD模型　　汽車覆蓋件拉深模實物如圖6（a）所示，需熔覆強化部位在圖中已指出。對應的模具CAD模型如圖6（b）所示，其中A、B兩處即為熔覆位置。根據圖6（a）實際加工出的坡口形狀，在CAD模型上修改為與實物一致的輪廓，以保證編程路徑的精度，如圖7（c）所示。在已修改的CAD模型上提取熔覆區域邊界如圖6（d）所示，以備機器人離線編程所需?！　。?）機器人熔覆策略　　先用Fe40合金粉末熔覆打底層，編程數據參照表2和表3，搭接率為60%，連續熔覆3層，按每層厚度0.55mm編程，編程路徑如圖7所示?！　D7 Fe40打底層熔覆路徑　　圖7 Fe40打底層熔覆路徑　　圖8 分區域編程　　圖8 分區域編程　　在實際操作中按圖7路徑一次性熔覆整個區域存在的弊端是：由于曲率變化較大，熔覆過程中機器人姿態也頻繁變換，造成熔覆頭作業時產生震顫，從而影響熔覆精度，同時也不利于設備的保養維修。在熔覆XY-27F-X40和GXN-65A涂層時，分為3個區域編程，如圖8所示?！　。╝）機加工前熔覆效果　?。╝）機加工前熔覆效果　?。╞）機加工后熔覆效果　?。╞）機加工后熔覆效果　　圖10 最終熔覆效果　　首先熔覆Ⅱ、Ⅲ區域，再熔覆Ⅰ區域。Ⅱ、Ⅲ區域熔覆2層，Ⅰ區域熔覆3層，路徑編程參數依據表3，搭接率均為60%。最終熔覆效果如圖9（a）所示，機加工后效果如圖9（b）所示。機加工后，用便攜式硬度儀進行測量，測得XY-27F-X40涂層硬度為63HRC，GXN-65A涂層硬度為42HRC。

　　　　截齒是采煤和巷道掘進機械中的易損部件之一，是落煤及碎煤的主要工具，其性能直接影響到采煤機的生產能力、功率的消耗、工作穩定性和其他相關零件的使用壽命，截齒種類繁多，一般結構是在淬火回火的低合金結構鋼刀體身上嵌入硬質合金刀頭?！　〗佚X在工作時承受高的周期性壓應力、切應力、沖擊負荷，其主要失效形式為刀頭脫落、崩刀和刀頭、刀體磨損，在某些工況條件下也經常因為刀體折斷造成截齒的失效，由于截齒刀體的機械性能好壞直接影響截齒的使用壽命，所以合理選擇截齒刀體的材質和有效的熱處理方式，對減少截齒刀體的磨損折斷、降低采煤機截齒消耗量、提高采煤機械運轉率、增加采煤生產的綜合經濟效益，都有積極的意義?！　〗佚X是采掘機械的易損件，通過長期對截齒的分析與研究，從新型截齒的選用、截齒布置及截齒結構改進等幾個方面對采煤機截齒的可靠性進行了簡單分析，提高截齒的可靠性，降低齒耗占噸煤成本中的比例，提高采煤機有效工作時間，采煤機截齒的可靠性與截齒本身諸因素、采煤機的因素、煤層賦存條件等多種因素有關?！　〗洺２僮鞑擅簷C的工作人員一定很了解采煤機截齒是采煤機上較易損壞的設備之一，截齒損壞后修復的問題成為了廠家們和客戶最關心的問題，今天為大家介紹一種截齒修復的方法，使產品實現最大的經濟價值?！　〕咚偌す馊鄹?，也稱為EHLA （Extreme High Speed Laser Cladding），由德國Fraunhofer ILT 發明，被譽為當前可替代電鍍技術最具競爭力的工藝，因其為工業界帶來的革新性技術進步，2017年獲得弗朗恩霍夫協會創新獎（Joseph von Fraunhofer）、德國激光創新獎（Berthold Leibinger Innovationspreis）、 德國鋼鐵協會創新獎（Steel Innovation Prize program）等多個獎項?！　〕咚偌す馊鄹布夹g主要用于提高零件表面的耐磨、耐腐蝕、耐高溫、及抗氧化等性能，從而達到表面改性或修復的目標，滿足了對材料表面特定性能的要求?！　〕咚偌す馊鄹布夹g本質上改變了粉末的熔化位置，使粉末在工件上方就與激光交匯發生熔化，隨之均勻涂覆在工件表面。其熔覆速率可高達20－200m／min，因熱輸入小，熱敏感材料、薄壁與小尺寸構件均可采用該技術進行表面熔覆，而且可用于全新的材料組合，例如鋁基材料、鈦基材料或鑄鐵材料上涂層的制備。由于涂層表面質量明顯高于普通激光熔覆，只需要簡單打磨或拋光即可應用，因此材料浪費、后續加工量都大大減少，在成本、效率、及對零件的熱影響上超高速激光熔覆都具有不可替代的應用優勢。

　　高速激光熔覆之：內壁激光熔覆　　常見的機械部件如如油缸、軸承、閥門、套筒、模具、氣缸等需要內壁具備耐磨、耐腐、抗沖擊等特性，因此需要在工件使用前期或者出現疲勞磨損后對其內表面進行加工處理。相對于外壁加工，內壁加工受限于加工空間有限，尤其對于內壁直徑較細，孔深較深工件，技術加工要求較高。內孔激光熔覆是一種內壁金屬表面改性技術，需要將激光、金屬粉、冷卻水高度集成于熔覆頭中，通過熔覆頭內置于工件腔體內部實現工件內壁表面激光處理?！　瓤足~粉激光熔覆效果　　技術優勢：　　ZKZM-NT系列內孔高速激光熔覆產品主要應用于工業零件內壁或內孔的修復，包括管道內壁、泵閥內孔、缸體內部、機匣內壁等各種內部狹窄零部件以及中小型部件。鑒于市場上的內孔激光熔覆設備，鏡片容易燒毀，不能連續工作的現狀（最長時間2小時）。ZKZM-NT系列采用先進的結構設計、進口石英基片和先進鍍膜技術等各種技術手段，大大提高了內孔熔覆頭的安全性、可靠性。通過大量的測試應用，ZKZM-NT內孔激光熔覆設備，安全可靠性高，可以長時間24h續工作?！　瓤阻F基粉激光熔覆效果　　產品特點：　　可靠性高，內設溫控光控雙重監測報警系統，熔覆過程在線監測，實時輸出數據?！　《嘈吞柨蛇x，根據實際需求，挑選合適型號，高性價比?！　」夥弁ǖ廓毺卦O計，實現高速激光熔覆，效率高，基體熱輸入小，不易發生變形?！　」δ苄詮?，同一款激光頭可適于熔覆、焊接、淬火、增材制造等工藝?！　】砷L時間連續出光，獨特水冷通道設計，保證熔覆頭制冷效果?！　≈С旨t外探測影像記錄，可選配CCD相機?！　⌒吞枴　KZM—NT2　　ZKZM—NT4/6/8　　適用功率　　1000W-3000W　　4000-8000W　　最小內孔直徑　　80mm　　160mm　　適用激光光源　　光纖激光器　　最大內孔深度　　<1.5m　　<2.0m　　光學接口　　QCS　　送粉方式　　旁軸送粉　　中心送粉　　冷卻方式　　水冷　　送粉氣體　　N2/Ar

　　　　纖線來傳送，因而在應用上深具延展性；因為激光高速熔覆方法能用光纖線聯接而將導光至模貝的盲區或不容易消除的位置開展清洗，因而方便使用；因為硫化橡膠并無汽化，因而不容易造成有危害的汽體，危害辦公環境的安全性。激光高速熔覆輪胎模具的技術性早已很多在歐美國家的車胎工業生產中被選用，盡管前期項目投資成本費較高，但可在節約續航、防止模貝毀壞、工作中安全性及節約原料上所得到的盈利快速獲得收購。依據Quantel企業的LASERLASTE激光高速熔覆系上海市區雙錢載重輪胎企業生產流水線開展的清洗實驗說明，僅需兩個鐘頭就可以線上清洗一套大中型載重輪胎的模貝。和基本清洗方法對比，經濟收益是不言而喻的。食品產業模貝上防粘的延展性膜層必須按時拆換以確保環境衛生，無需化學藥品而應用激光高速熔覆也尤其合適這類運用。2、武器的清洗：　　激光高速熔覆技術性在武器裝備維修保養上廣泛運用。選用激光高速熔覆系統軟件，能夠高效率、便捷地消除生銹、空氣污染物，并能夠對消除位置開展挑選，完成清洗的自動化技術。選用激光高速熔覆，不僅潔凈度高過有機化學清洗加工工藝，并且針對物件表面基本上無危害。Quantel企業的LASERLASTE通過設置不一樣主要參數，還能夠在金屬材料物件表面產生一層高密度的金屬氧化物防護膜或金屬材料熔化層，提升 表面抗壓強度和耐蝕性。激光消除的廢棄物對自然環境大部分不組成環境污染，還能夠開展長距離實際操作，合理降低了對實際操作工作人員的身心健康危害。3、飛機場舊漆的消除：　　在歐州激光高速熔覆系統軟件早就運用在航天工業中。飛機場的表面過一定時間后要再次噴涂，可是噴涂以前必須將原先的舊漆徹底去除。傳統式的機械設備消除漆料法非常容易對飛機場的金屬材料表面導致損害，給安全性航行產生安全隱患。如選用好幾個激光高速熔覆系統軟件，可在二天以內將一架A320空中客車表面的漆膜徹底祛除，且不容易損害到金屬材料表面。4、房屋墻體的清洗：　　伴隨著我國經濟的迅猛發展，愈來愈多的摩天大廈被創建起來，大廈墻體的清理難題日漸凸顯，LASERLASTE激光高速熔覆系統軟件根據最多70米的光纖線對房屋建筑墻體的清洗出示了非常好的處理方法，它能夠對各種各樣大理石、金屬材料、夾層玻璃上的各種各樣空氣污染物開展合理清洗，且比基本清洗高效率許多 倍。還能夠對房屋建筑的各種各樣大理石上的黑色斑、色素斑開展消除。LASERLASTE激光高速熔覆系統軟件在嵩山少林寺對房屋建筑、碑石開展的清洗實驗說明，選用激光高速熔覆對維護古代建筑修復外型實際效果很好。5、電子工業中的清洗　　電子工業應用激光除去金屬氧化物：電子工業必須高精密地除污，尤其合適選用激光去金屬氧化物。在電路板焊接前，元器件針角務必完全去金屬氧化物以確保最好的電觸碰，在除污全過程中還不可以毀壞針角。激光高速熔覆能夠考慮應

    3D打印技術可以克服應用傳統制造技術制作定制化產品生產成本高、消耗資源大、耗時長等缺點，因此應用在工業制造、醫療、教育、航空航天、消費品制造等諸多領域。3D打印材料作為3D打印的重要物質基礎，3D打印材料的發展直接制約著3D打印技術的發展。      2018年全球3D打印材料行業市場現狀分析及發展趨勢    隨著3D打印產業規模越來越大，3D打印材料在整個行業中的地位也愈加重要。2017年，全球3D打印材料市場約占全部3D打印市場的36.63%，預計到2018年，全球3D打印材料市場規模將會進一步擴張，且增速略大于全球3D打印市場，所占比重進一步提高，超過38%。      隨著3D打印行業的不斷發展，全球3D打印材料的市場規模也不斷擴張。2017年全球3D打印材料市場規模約為26.89億美元，較上年增長31.11%；預計2018年，全球3D打印材料市場規模將會達到32億美元。全球3D打印材料市場規模近5年來一直維持20%以上的增速，處于穩定快速的發展期，隨著3D打印技術應用領域的不斷拓展和越來越多的3D材料面世，全球3D打印材料市場將會繼續保持穩定增長的趨勢。    消費級3D打印設備普及率高，PLA、ABS材料占據主流  從3D打印材料市場應用結構來看，PLA材料和ABS塑料材料應用占比較多，兩者合計占比超過50%，其原因為PLA與ABS塑料主要供消費級3D打印機使用，消費級3D打印機價格較為低廉，攜帶方便，易于操作等特點，其普及率要遠遠高于操作難度大，價格昂貴，要求專業技術高的工業級3D打印機。2017年，消費級3D打印機出貨量38.97萬臺，占全部3D打印機出貨量的97.13%。而作為消費級3D打印機的主要應用材料，PLA材料和ABS塑料應用占據了全球3D打印材料市場的大部分份額。    3D打印材料種類不斷豐富，推動市場繼續快速增長  全球3D打印材料逐漸豐富，根據不同行業特點和需求開發新型材料，目前全球共有約300余種可規?；a的3D打印材料。全球3D打印材料在近3年內出現了井噴式的增長，2016-2018年，全球共有100余種新型3D打印材料面世。3D打印材料種類的增多，使得3D打印技術可應用的領域多，可應用3D打印技術制造的產品種類更豐富，極大程度的推動了3D打印產業的發展。      3D打印材料種類的增多，推動了3D打印市場規模的擴張；同時，3D打印材料技術的發展，使得3D打印材料的成本逐漸降低，從而使更多的3D打印技術能夠向產業化轉變，應用領域進一步拓展。前瞻產業研究院分析認為，未來3D打印的快速增長主要依賴于建筑、工業機械、汽車，航空航天、牙科和醫療產業的增長，3D打印的快速增長反過來又加大了對3D打印材料的需求。隨著全球各國對3D打印材料產業的重點關注，出臺政策扶持和財政補貼，2019年，預計3D打印材料行業繼續保持快速增長，市場規模超過34億美元。        

　電力設備分布量大、不間斷運轉，其零部件的損壞機率高。主要易損零部件有各種泵軸、轉子及葉片、軸承等，各種汽機、電機、發動機軸頸、閥門、閥桿、密封面、鍵槽等等。其中汽輪機是火力發電的核心設備，由于高溫高熱特殊的工作條件，每年都需定期對損傷的機組零部件進行修復，如主軸軸徑、動葉片等。燃氣輪機由于其在高達1300℃的高溫條件下工作，經常發生損傷。采用激光再制造技術將其缺陷全部修復完好，恢復其使用性能，費用僅為新機組價格的1/10，減廢節本效果顯著。 　　激光再制造技術的基本工作原理類似于傳統的堆焊技術，但是相對于傳統的電弧焊以及新近幾年發展起來的氬弧焊、等離子焊、熱噴涂等等表面增材制造手段來講，具有熱影響區和熱變形極小、稀釋度低、結合力高等優點，故常用于對性能要求較高的高價值零部件再制造中。   汽輪機轉子氣封激光熔覆案例 　　應用背景：轉子氣封面表面損傷，兩端臺階直徑280mm、260mm，損傷長度90mm+140mm，損傷深度0.2-0.6mm，均勻磨損;　　困難挑戰：傳統的修復方法是堆焊或氬弧焊后再機加，但因為軸徑較細，非常容易因熱輸入量大導致熱應力增加，進而增加開裂傾向，并且極易變形，而且焊后機加量較大，動平衡要求的指標不易滿足;　　解決方案：中硬度鐵基粉激光熔覆修復，恢復原設計尺寸;　　應用結果：熔覆層無裂紋、氣孔、夾雜、無變形等缺陷，尺寸滿足機加要求。       電機轉子軸激光熔覆案例  　　應用背景：軸頸磨損、尺寸缺失，徑向出現溝槽，直徑φ200mm;　　困難挑戰：傳統的修復方法是堆焊或氬弧焊后再機加，但因為軸徑較細，非常容易因熱輸入量大導致熱應力增加，進而增加開裂傾向，并且極易產生軸向彎曲變形，而且焊后機加量較大，增加了機加費用和工時;　　解決方案：經激光熔覆2mm厚鐵基耐磨材料，硬度達到HRC45;　　應用結果：提高耐磨性能，熔覆層無裂紋、無變形、機加量小，快速恢復使用。        吸收塔循環泵激光內孔熔覆案例       應用背景：泵體軸承位內表面磨損，失效部件不可移動或轉動，失效磨損深度約0.01--0.05mm(測量);　　困難挑戰：泵體材質是鑄鐵和鑄鋼，又是內孔修復，沒有合適的焊接材料，焊接難度非常大，極易變形，影響軸承回裝;　　解決方案：拆卸軸承后，內孔壁磨損清理，采用鑄鐵激光熔覆專利粉末材料，進行內孔激光熔覆，厚度0.6mm，熔覆后經內孔機加恢復設計尺寸，確保軸承順利回裝;　　應用結果：熔覆后探傷檢查無裂紋、氣孔等缺陷，尺寸滿足機加，機加精度符合設計要求，回裝軸承后送回電廠，確保生產迅速恢復。         中科煜宸推出的系列化激光再制造設備是集光、機、電一體化的集成系統，采用國際先進的半導體/光纖原裝進口激光器，配套自主研發的智能化送粉系統、專用冷水機系統、除塵系統、光路保護系統等，組成多附加軸聯動柔性加工系統，根據不同場合需求，設備安裝形式可分為：車載移動結構，落地固定結構，機床結構、龍門結構等。 中科煜宸移動式激光再制造裝備         安徽煜宸激光技術有限公司成立于2014年12月，為南京中科煜宸集團的子公司，坐落于安徽省蚌埠市。安徽煜宸著眼于激光加工為主營業務，應用綠色激光制造技術，配套大批激光熔覆、激光焊接等高端智能裝備。公司自主研發出性能優良的十余種鈦基、鎳基、鈷基、鐵基等合金粉末，目前已在冶金、電力、石化、礦山、機械、汽車、核電、船舶等行業實現零部件的激光修復與再制造、激光焊接等產品的加工，為以上行業企業客戶節約了大量的新品采購成本。  

    轉載自江蘇激光聯盟導讀：激光焊接作為一種高效的現代加工技術，已經廣泛應用于現代制造業。本文綜述了激光焊接過程中的實時在線監測技術。首先詳細介紹了激光焊接探測過程中的6個典型的探測技術：光電、視覺、光譜、聲學、高溫計和等離子電荷傳感。然后對激光焊接監測以及自適應控制中的多探頭融合技術進行了綜述。最后，關于激光監測和控制過程中的未來發展也做了展望。文章認為：激光焊接過程中的實時在線監測技術可以提供大量的關于激光焊接狀態的有用信息，并且可以用來幫助我們有效的識別缺陷和實現自適應控制。本篇為第一部分。 引言激光焊接由于產能高、可自動化焊接、形成的熱影響區小的高質量焊縫而在各種工業中得到應用，如汽車、造船、航空航天、造船和造橋等。其高能量密度可以達到100-1000KW每平方毫米，使得激光束和焊接材料之間的結合非常牢固，尤其是在利用匙孔效應焊接厚板時更為明顯。于是，高功率激光焊接過程中的在線監測和質量控制就對獲得高質量的產品就顯得至關重要了。早在20多年前就有大量的研究者開展了激光焊接過程中的探測問題，然而，實驗室的研究結果在當時并沒能得到企業的大量應用，其原因是當時的探測設備太過昂貴，而且器件的精度也不夠、探測效率也非常低。另外，當時的企業使用激光焊接的也不多是另外一個限制了激光焊接監測發展的原因。隨著激光器價格的不斷下降以及激光焊接成本的越來越低，激光焊接技術開始在焊接領域得到更為廣泛的應用。在批量生產制造過程中，焊接過程中的有效的在線監測可以幫助我們降低制造成本和提高產品質量。  圖1 激光焊接時的匙孔效應示意圖 激光焊接主要是激光束和焊接材料之間的相互作用過程。在焊接過程中，激光束通過光纖和相應地光學鏡片進行傳輸。相應地，激光焊接過程中的在線監測也主要集中在焊接區的光輻射的能量信息，并且大部分用于研究的探測器是光學探測器。激光焊接過程中實時探測技術的發展在過去十年由于探測技術和人工智能技術的迅猛發展而取得了巨大的發展。本文則對激光焊接過程中的在線監測進行了綜述。從詳細介紹激光焊接的物理背景和當前不同探測技術的基本原理著手。然后對先進的多傳感探測技術和人工智能識別技術也進行了展望。通過介紹激光焊接探測過程中的先進探測技術的有效應用和激光焊接過程中的人工智能技術的應用嘗試，本文致力于展示當前的激光焊接監測技術和自適應過程中的當前狀態以及未來可能的發展方向。 激光焊接監測過程中的基本原理 激光焊接原理激光焊接時，材料被快速加熱到一定溫度，然后熔融金屬開始氣化，從而在熔池中心形成匙孔。因為此時有蒸氣壓的存在會促使在連續激光焊接時匙孔會保持在開的狀態，如圖1所示。在激光焊接的匙孔效應下，包含金屬蒸汽和等離子體的羽狀物會在此時生成并從匙孔飛濺出來。需要指出的是，在采用不同類型的激光進行焊接時，等離子體的特征也是不同的。CO2激光焊接時，羽狀物只在采用He氣為保護氣體時才會發生。如果保護氣體為N2或者Ar，采用CO2激光焊接，氣體等離子體僅在羽狀物噴嘴處形成。相反，采用光纖激光焊接時，羽狀物僅在較弱的離子狀態等離子體的條件下產生。幾乎所有的光譜分析用的峰值均來源于中性金屬原子的發射，而這些金屬原子的發射在Ar氣體作保護氣的時候是不會被探測到的。與此同時，由于匙孔效應中高的蒸氣壓而造成大量的飛濺形成。一般來說，焊接位置的電磁輻射可以分為三大類。第一類是羽狀物發射出來的可見光和紫外光。第二類是激光發射后被發射的光。第三類是來自熔池表面的熱輻射?；旧?，激光焊接過程中的在線監測主要集中在表征熔池、匙孔、羽狀物、飛濺物以及激光焊接區的輻射信號。激光焊接過程中常見的缺陷有裂紋、氣孔、未完全熔透、未焊滿、咬邊和飛濺等。 典型的激光焊接監測系統的結構不同于傳統的焊接，激光焊接過程中的能量穿透主要靠激光束來實現 的，此時的激光通過光纖和光學鏡片進行傳輸，然后照射到材料表面?；谶@種獨特的能量傳輸方式，通過調整激光頭內部光路的結構可以實現不同的檢測。此時我們將重點放在激光焊接監測過程中的四種探測技術上，并對每種探測類型進行了簡單的介紹。  同軸光輻射監測系統光束分光器安裝在激光頭上以幫助將焊接區中的輻射信號傳輸給探測器。一些焊接狀態可以通過分析不同光譜帶的信號強弱而識別出來。不同光譜帶的獨立分析是通過不同的濾光片來實現的。光通過濾光片時會被光電探測器探測到，然后通過信號放大器，最后通過示波器進行收集。除了分析特征光譜帶之外，在焊接過程中的全光譜波段的分析是通過光譜儀來實現的。激光頭和光譜分析儀均通過光纖進行連接。焊接區激光光強度的信號通過分光器來反映。光通過光纖，最后通過光譜儀來識別。如圖2為一個帶光電二極管的同軸探測系統（上圖）及其光電二極管的工作原理（下圖）。 圖2 帶光電二極管的同軸探測系統（上圖）及其光電二極管的工作原理（下圖）文獻1  同軸視覺探測系統 同軸探測系統是安裝在激光頭上的光束分光儀來實現的。一般來說，有三種技術用于探測系統：即可見光視覺探測、紅外可見視覺探測和輔助光源視覺探測。對于可見光視覺探測，適應的濾光鏡波長范圍為：350-750nm。紅外可見視覺探測主要通過熱紅外相機來實現。在輔助光源視覺探測過程中，主要采用高頻閃的激光源來照射工作區，其波長一般在800-900nm。輔助光源通過分光器投射到焊接區，其端部同相機相連。光學濾光器同輔助光源相兼容并且安裝在分光器和相機之間，以使焊接區的圖像更加清晰可見。如圖3所示為同軸視覺探測系統（上）的一個案例及其實際探測的分析結果。圖3 同軸視覺探測系統（上）的一個案例及其實際探測的分析結果 文獻2  傍軸聲學和溫度探測系統聲學信號在一定程度上也被認為是焊接狀態的一個重要的信號。由于同軸探測主要用來探測光信號，從而使得聲信號的探測只能通過傍軸來實現。傍軸聲信號探測器有兩種，包括接觸型和非接觸型。接觸型聲探測主要探測發出的聲音響動，從而用于檢測高溫時的應力波和和設備或工件中的高壓（指壓力）?？商綔y的波長為不超過200KHz。非接觸聲音探測主要指探測空氣中傳播的人耳可以聽見的聲音。這主要監控當等離子體和金屬蒸汽發生時的壓力波變化?？梢蕴綔y的波長范圍為人耳可聽見的范圍，大約為20Hz-20KHz。另外一種用傍軸探測的是高溫計。需要注意的是非接觸型的溫度探測儀通常安裝在激光頭的后面以使得熔池的熱分布比較方便。圖4為激光焊接過程中檢測聲信號的一個案例。   等離子體電荷探測系統在焊接過程中，尤其是CO2激光焊接時，激光誘導產生的等離子體中會產生電導性。于是，接觸探頭可以用來探測等離子體區的電荷強度，從而識別焊接狀態?；芈吠南噙B接，而另一端同激光頭相連接。此時接觸區和聚焦鏡需要電絕緣?？梢蕴娲?，也可以在等離子體產生的區域設置探頭進行探測。電子和電容相連而形成回路，此時的信號以電壓的形式的傳輸。圖5-圖8為等離子體電荷在線監測的示意圖以及進行測量的原始數據、處理數據以及數據和對應的焊縫。 圖5 基于等離子電荷的激光焊接在線監測示意圖 文獻4  圖6 不同電壓下的等離子體發射譜（a）3V（b）5V（c）7V（d）9V 文獻5  圖7 測得的等立體電荷信號原始數據到處理完畢的數據圖 文獻4 圖8 不同等離子體譜線下的焊縫形態 （焊接速度不變為：10?mm/s）文獻4   

焊接技術有很多種方式,有電焊、氧焊以及激光焊接等等,對于激光焊接很多人估計不是很了解,今天,就給大家講一講什么是激光焊接以及其焊接原理.　　什么是激光焊接?　　南京中科煜宸激光技術有限公司介紹到:激光焊接是通過將高能量的激光束聚集聚焦在工件表面,從而將工件表面快速融合而進行焊接.　　激光焊接過程中激光工作原理是怎樣的呢?激光焊接過程中存在著兩種氣體動力學機制不同的吸收波.　　一種是激光維持燃燒波,其前面運動的沖擊波對激光是透明的,后面的等離子體區才是激光吸收區,以亞音速度傳播,典型速度是每秒幾十米,依靠熱傳導、熱輻射和擴散等輸運機制使其前方冷氣體加熱和電離,維持激光吸收波及其前方沖擊波的傳播,波后是等離子體區,其等離子體溫度為1~3eV.　　另一種是激光維持爆發波,這里沖擊波陣面就是激光吸收區,被吸收的激光能量支持沖擊波前進,激光維持爆發波相對于波前介質超聲速運動,其速度可達每秒幾十米至上百千米,等離子體溫度為10eV至幾十電子伏.　　發生激光維持燃燒波或激光維持爆發波現象,與激光功率密度范圍相對應.發生加熱和電離,形成激光維持燃燒波,這是仍有部分激光通過等離子體區入射到工件表面,工件附近等離子體的輻射有助于增強激光與材料的熱耦合,隨著等離子體逆著光束方向離去,這種耦合受到削弱,逐漸形成對材料的屏蔽.　　光強繼續增大,激光維持燃燒波吸收區運動加快,直至與前方沖擊波匯合,形成激光維持爆發波,構成對入射激光的完全吸收.所以說,選擇適當的環境氣體及光束聚焦透鏡,可以縮短激光維持爆發波的壽命,提高激光與材料之間的耦合效率.　　以上就是針對激光焊接的相關知識介紹了,南京中科煜宸激光技術有限公司專注各類激光焊接設備,如有需要可以直接聯系.

現如今隨著高科技的不斷展現,很多激光技術也是越來越發達,激光熔覆技術就是如今不可缺少的一種生產工藝,不過很多人對此還并不是很了解,今天,就給大家講解一下什么是激光熔覆以及激光熔覆的工藝有哪些?　　什么是激光熔覆?　　激光熔覆也叫作激光包覆,屬于新型的表面改性技術,是利用高能密度的激光束使熔覆材料與基材表面薄層一起熔凝,形成與其為冶金結合的添料熔覆層.　　激光熔覆的工藝有哪些?　　南京中科煜宸激光技術有限公司指出:激光熔覆工藝按熔覆材料的供給方式大概可分為預置式激光熔覆和同步式激光熔覆兩種方式.　　【預置式激光熔覆】　　這種方式是將熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束輻照掃描熔化,熔覆材料以粉、絲、板的形式加入,其中以粉末的形式為常用.　　【同步式激光熔覆】　　這種方式是將熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同時完成.熔覆材料主要也是以粉末的形式送入,有的也采用線材或板材進行同步送料.　　以上就是針對激光熔覆的相關知識介紹了,也希望以上內容能夠幫助到大家.    

如今激光高速熔覆技術在國內激光行業及金屬表面加工業已經是倍受關注了,相比于常規的激光熔覆技術,激光高速熔覆技術有著加工效率高、加工精度高、后續加工成本低,對工件的熱輸入量很小以及能夠減少工件變形等等優勢,下面就給打具體講解一下.                                                                  　　激光高速熔覆比常規激光熔覆的優勢詳解如下:　　1.激光高速熔覆的熔覆層平整,因此不需要再進行車削工序,能夠直接磨拋加工,節省不少的材料和加工成本.　　2.激光高速熔覆線速度可達100m/min,一般整體加工效率為常規熔覆的3到4倍,從而大大提高了熔覆效率.　　3.高速熔覆打破了常規熔覆的許多應用限制,應用領域是非常廣泛的,并且這也是目前代替電鍍的可行辦法.　　4.激光高速熔覆可進行薄涂層熔覆,也能夠進行中、厚涂層熔覆,可謂是薄、厚兼顧,特殊情況下,還能夠進行多層熔覆.　　5.高速熔覆對工件的熱輸入小,這也加工過程中工件熱變形程度也就很小,從而能夠很好的加工薄壁件、小型件.　　6.激光功率密度大,可以熔覆高熔點粉末材料.　　7.稀釋率可控制<3%.　　8.激光高速熔覆可實現銅、鋁、鈦等有色金屬材料實現表面強化.　　以上就是針對激光高速熔覆的優勢介紹了,這也是如今的新興技術,給工業制造加工行業提升了不小的效率.

　說起激光熔覆這種技術,很多人都不了解,這其實是如今國家重點支持和推動的一項高新技術,能夠解決很多傳統制造技術無法完成的難題,今天,就帶大家來了解一下什么是激光熔覆技術.　　什么是激光熔覆技術?　　南京中科煜宸激光技術有限公司指出,激光熔覆是一種利用高能激光束輻照,通過迅速熔化、擴展和凝固的方式在工件表面熔覆一層特殊材料的技術,從而制造成一種新的材料.　　激光熔覆技術能夠給工件增加很多性能,能夠根據工件的性能要求,融合很多材料,如,各種成分的合金、金屬復合材料等等,使工件材料具有常規處理所不具有的組織與性能,如,耐熱、耐蝕、耐磨、減摩、抗氧化和無磁等等.　　激光熔覆技術能夠集精確成形和高性能成性一體化的增材制造技術,同時運用激光技術、計算機技術、數控技術及材料技術等諸多現代先進技術于一體,屬于未來的智能制造技術,所以備受重視.　　以上就是針對激光熔覆技術的相關知識介紹了,相信大家看完之后對這種技術都能夠有所了解了吧,也希望本文能夠對大家有幫助.