激光熔覆技術(shù)是利用高能激光束輻照，通過迅速熔化、擴展和凝固，在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的材料，構(gòu)成一種不同于基材的新材料，以彌補基體所缺少的高性能?？筛鶕?jù)工件的性能要求，熔覆各種成分的合金、金屬基符合材料等，制備耐熱、耐蝕、耐磨、減摩、抗氧化和無磁等特性的表面覆層，使材料具有常規(guī)處理所不具有的組織與性能。

激光熔覆技術(shù)屬于金屬及其復(fù)合材料的增材制造技術(shù)，是激光強化制造、激光再制造及激光3D制造技術(shù)的重要支撐技術(shù)。此外，激光熔覆技術(shù)是可以滿足成形、成性一體化需求的增材制造技術(shù)，可兼顧精 確成性和高性能成性，集激光技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)及材料技術(shù)等諸多現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)于一體，已逐漸發(fā)展成為可實現(xiàn)智能制造的先進(jìn)技術(shù)。而且，激光熔覆可以解決傳統(tǒng)制造方法不能完成的難題，是國家重點支持和推動的一項高新技術(shù)。

與許多傳統(tǒng)表面處理技術(shù)相比，激光熔覆技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢與特點：1.激光熔覆時可對基體產(chǎn)生較小的熱影響區(qū)，工件變形較小。2.熔覆層與基體材料之間可實現(xiàn)冶金結(jié)合，且熔覆材料稀釋率較低。3.熔覆層晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)致密，能夠獲得較高的硬度和耐磨、抗腐蝕等性能。4.可以做到選擇性局部細(xì)微修復(fù)，有限降低修復(fù)成本。5.粉末材料體系適應(yīng)性比較高，大多數(shù)的常規(guī)及特種金屬粉末材料都可熔覆到金屬零件表面。

激光熔覆技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已從實驗室進(jìn)入到實際工業(yè)應(yīng)用中，在航空航天、石油、船舶、工程機械與核電等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

1、 航空航天領(lǐng)域

航空發(fā)動機葉片的再制造存在巨大的市場，葉片材質(zhì)種類比較多，技術(shù)含量較高且修復(fù)之后的葉片在修復(fù)材料、探傷技術(shù)、壽命評估方面需要做大量的工作。而且在國內(nèi)民航業(yè)，部分關(guān)鍵零部件仍然依賴于國外進(jìn)口，因此飛機的后期維修需要花費巨額資金從國外采購新的零部件。

2、 石油勘探領(lǐng)域

在石油化工行業(yè)，由于設(shè)備處于長期的惡劣工作環(huán)境中，更容易使零部件產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕、劇烈磨損現(xiàn)象，會導(dǎo)致大型昂貴零部件徹底報廢，例如鉆鋌、無磁鉆鋌、扶正器及震擊器等大型零件。

3、 煤炭開采領(lǐng)域

在煤炭行業(yè)中，由于工作環(huán)境苛刻，對煤礦開采機械零部件的性能要求較高。液壓立柱的主要失效形式是鍍層的劃傷和鍍層剝落，鍍層采用高污染的電鍍工藝，而電鍍是我國逐漸要取締的傳統(tǒng)工藝之一。因此，采用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行液壓立柱的強化有很大市場，也是國家支持的環(huán)境友好、循環(huán)利用的高新技術(shù)，可替代傳統(tǒng)的電鍍工藝。

煤炭開采領(lǐng)域中不乏技術(shù)先進(jìn)的激光制造企業(yè)，其中亞琛聯(lián)合科技（天津）有限公司憑借0.8~1.6m2/h的高熔覆效率、超過95%的粉末利用率，采用自主研發(fā)的專用設(shè)備，在煤機行業(yè)的眾多產(chǎn)品中得到大規(guī)模應(yīng)用，包括大直徑中缸、活柱，以及大長徑比的推移、平衡活塞桿等，實現(xiàn)了24h連續(xù)、穩(wěn)定、規(guī)模化生產(chǎn)。另一方面，超高速激光熔覆制備的涂層表面粗糙度可以達(dá)到Ra 25μm，光滑平整的表面成形可以直接進(jìn)行拋光加工，相比于傳統(tǒng)的車+磨+拋三次后處理，減少兩道機加工工序，顯著降低轉(zhuǎn)運、機加和人工成本。

4、 電力行業(yè)

電廠汽輪機轉(zhuǎn)子在高速運轉(zhuǎn)條件下，轉(zhuǎn)子軸頸存在磨損問題，另外汽輪機末級、次末級葉片在長時間的高溫環(huán)境工作條件下常發(fā)生汽蝕。汽輪機為大型裝備而不便于運輸，因此需要有較高可靠性的激光原位修復(fù)技術(shù)。

此外，激光熔覆還可以應(yīng)用于鋼鐵冶金、汽車、工程機械、模具制造及船舶等其他行業(yè)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。隨著“中國制造2025”發(fā)展規(guī)劃的不斷推進(jìn)，激光熔覆技術(shù)必將為廣大工業(yè)用戶所接受，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

隨著科技和工業(yè)的高速發(fā)展，對激光熔覆的技術(shù)要求也會越來越高。因此激光熔覆的未來發(fā)展方向主要有以下幾方面。

第 一，多學(xué)科，交叉化發(fā)展。目前激光熔覆技術(shù)多應(yīng)用于材料科學(xué)與工程方向，作為典型高端制造的工藝技術(shù)，其結(jié)合工程對象的應(yīng)用研究相對薄弱。未來激光熔覆作為材料科學(xué)、光學(xué)工程及控制工程等多學(xué)科的交叉技術(shù)，其研究將由材料領(lǐng)域向制造領(lǐng)域擴展，需要各學(xué)科綜合發(fā)展。

第二，系統(tǒng)化、集成化發(fā)展。由于激光熔覆制造目前存在技術(shù)瓶頸，所以熔覆形成金屬零件的尺寸和形狀精度等無法滿足精密成形的要求。將激光熔覆技術(shù)與機器人、精密切削等集成研究，構(gòu)建一個大的研究體系，將對激光熔覆技術(shù)及其工業(yè)化起到推動作用。

第三，大面積熔覆及質(zhì)量控制。結(jié)合大功率激光器的研制和激光光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，解決現(xiàn)階段無法克服的大面積熔覆的工藝問題，并進(jìn)一步提高激光熔覆層質(zhì)量及制造效率。

第四，小型化、原位修復(fù)。鑒于越來越多的原位修復(fù)要求，未來激光器將向高功率、小型化、便攜式方向發(fā)展，激光熔覆技術(shù)也將越來越強調(diào)原位修復(fù)技術(shù)。