空心激光熔覆层

熔池稳如层流

一种用空心激光直接能量沉积做出的熔覆层，熔池温度场呈对称双峰分布、流场稳定，单道和多道形貌高度可控。

朱刚贤 · Lele, Zhao · Jia-Qin, Luo · 李加强 · Zhang, Xing

Optics and Laser Technology 2025

参数信息

峰值流速（单道初始阶段）

0.09 m/s

峰值流速（稳定阶段）

0.26 m/s

中心温度（稳定阶段）

1800 K

峰值流速（多道熔覆）

0.105 m/s

技术优势

熔池更稳

空心激光能量密度可调、分布可控，熔池呈对称双峰温度分布，流场稳定，有利于形成均匀的熔覆层。

仿真能预测形貌

建立的三维瞬态CFD模型可较好地预测和解释熔池流动与熔覆层形貌，为工艺调整提供依据。

多道热积累可控

多道熔覆中温度场由单峰变为双峰，左峰比右峰高约100 K，再回到单峰，表明热历史规律明确。

应用场景

• 激光增材制造：用空心激光束改善能量分布，打印更均匀的金属构件。
• 3D打印熔覆：验证空心激光熔覆工艺，获得可控的单道和多道熔覆层。
• 表面强化涂层：通过空心激光熔覆获得均匀强化的表面涂层。
• 精密修复：借助空心激光可调的能量密度，在精密零件上修复薄而均匀的金属层。