激光再制造技术及其工业应用.pdf

中国表面工程2003年第4期（总第61期）43

激光再制造技术及其工业应用*

杨洗陈，李会山，刘运武，王云山，唐英，孙荣禄
（天津工业大学激光技术研究所，天津300160）

摘要:针对机械装备修复技术，阐述了激光再制造技术概念及激光再制造系统构成：三维激光光束头、三维激光
涂敷系统、CAD/CAM软件和控制检测系统。展示了30层连续熔敷后的组织形貌，说明组织和硬度都比较均匀，并
介绍了若干激光修复工业应用实例。
关键词:激光；再制造技术；激光熔敷；工业应用
中图分类号：TN249；TH16文献标识码：B文章编号：1007-9289(2003)04-0043-04

LaserRemanufacturingTechnologyandItsIndustrialApplication

YANGXi-chen,LIHui-shan,LIUYun-wu,WANGYun-shan,TANGying,SUNRong-lu
(LaserProcessingCenter,TianjinPolytechnialUniversity,Tianjin300160)

Abstract:Thelaserremanufacturing(LR)technologyforrepairingsomeexpensiveandimportantequipmentwasdeveloped.
TheLRsystemconsistedof3Dlaserbeamcoaxialpowderfeedingnozzle,3Dlaser-claddingsystem,3DCAD/CAM
software,measure/controlsystem.Themicrostructureof30-layeredlasercladdedcoatingwasdisplayed.Ithaduniform
microstructureandhardness.Severalexamplesofitsindustrialapplicationwerealsocarriedout.
KeyWords:Laser;remanufacturingtechnology;lasercladding;industrialapplications

0引言计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、
光电检测控制技术为一体，不仅能使损坏的零件
改革开放以来，国外大批的高精尖设备引入
恢复原有或近形尺寸，而且性能达到或超过原基
我国，许多重大工程装备造价十分昂贵，一旦出
材水平。由此形成了一门新的光、机、电、计算
现损坏，使生产线中断。特别是进口设备，缺少
机、自动化、材料综合交叉的先进制造技术。文
备件，临时引进不仅价格昂贵，而且时间紧迫，
中介绍了激光再制造系统的组成、材料选择原则、
不能保证及时生产，将造成重大的经济损失。因
多层熔敷后的效果及工业应用实例。
此，开展重大装备修复，发展快速、高效、精密
的修复技术不仅具有广阔的市场需求，而且具有1激光再制造系统构成
重大的经济效益和社会效益。
激光再制造技术的技术基础是激光熔敷[2~4]。
常规修复技术的种类很多，每种技术有其擅
激光熔敷原本是一种表面强化技术，它不涉及零
长之处，也有应用的局限性，而精密可控成形再
件精确成形问题。以激光熔敷为修复技术平台，
制造的修复技术已成为重要发展方向。
近年来，国际上诞生了一门新兴技术—再制加上现代先进制造、快速原形等技术理念，则发
造技术（RefabricatingTechnology）[1，2]。与以往展成为激光再制造技术。它是以金属粉末为材料，
修复技术不同，再制造技术是一种全新概念的先在具有零件原型的CAD/CAM软件支持下，CNC

进修复技术，它集先进高能束技术、先进数控和（计算机数控）控制激光头，送粉嘴和机床按指

收稿日期：2003-05-07；修回日期：2003-07-08定空间轨迹运动，光束与粉末同步输送，形成1
基金项目：*天津市科委资助项目支金属笔，在修复部位逐层熔敷，最后生成与原
作者简介：杨洗陈(1941-)，男(回)，吉林长春市人，教授，博导。型零件近形的三维实体。如图1所示。

44激光再制造技术及其工业应用杨洗陈等

热辐射的形式向外散出ER，一部分用于热传导

ET、，一部分用于与环境对流Ec，即：

EA=Ep+ER+ET+EC

根据黑体辐射定律和为维恩位移定律：λmT=

2897.8μm·K，其中λm为光谱辐射极大值对应
波长，T为绝对温度（K）。由此而进行双波长比
色红外测温。采用双波长比色测温计，测温范围
400~2000℃，精度系数±1%，其框图如下：

图1激光再制造技术构成
Fig.1Schematicdiagramoflaserrefabri