空心环激光模式

温度梯度降72%

这种光束模式能让熔覆层受热更均匀，做出的涂层残余应力更小、微观组织更细更均匀。

朱刚贤 · 李广琪 · Wang, Lifang · 石世宏

International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2023

参数信息

最大温度梯度

4.95 10⁵ ℃/m

温度梯度降幅

72.3 %

最大残余应力

251 MPa

技术优势

热应力更小

最大残余应力从272 MPa降到251 MPa，涂层变形和开裂风险下降。

加热更平缓

熔池经历两次温度峰值而不是一次，温度变化相对平缓，有利于组织均匀。

组织更细匀

实验得到的微观组织更细、更均匀，可提升熔覆层性能。

应用场景

• 激光熔覆：用空心环光斑替代高斯光斑，降低热应力和开裂倾向，提升熔覆层质量。
• 直接金属沉积：在直接金属沉积中采用空心环模式，获得更均匀的温度场和组织，减少变形。
• 表面工程：通过光斑整形改善涂层残余应力分布，为表面强化提供新热源选项。
• 增材修复：修复时用空心环激光降低热输入梯度，减少修复区应力和变形风险。