Beim Laserauftragschweißen handelt es sich um eine neuartige Beschichtungstechnologie. Es handelt sich um eine High-Tech-Technologie, die Licht, Mechanik, Elektrizität, Materialien, Erkennung und Kontrolle umfasst. Es ist eine wichtige unterstützende Technologie für die fortschrittliche Laserfertigungstechnologie und kann Probleme lösen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht gelöst werden können. Es handelt sich um eine vom Staat geförderte und geförderte Hightech-Technologie. Gegenwärtig ist die Laserbeschichtungstechnologie zu einem wichtigen Mittel für die Vorbereitung neuer Materialien, die schnelle und direkte Herstellung von Metallteilen und die umweltfreundliche Wiederaufbereitung fehlerhafter Metallteile geworden. Es wird häufig in der Luftfahrt, Erdölindustrie, im Automobilbau, im Maschinenbau, im Schiffbau und im Formenbau eingesetzt. und andere Branchen. Um die Industrialisierung der Laserauftragschweißtechnologie voranzutreiben, haben Forscher aus aller Welt systematisch die Schlüsseltechnologien des Laserauftragschweißens erforscht und dabei erhebliche Fortschritte erzielt. Es gibt eine große Anzahl von Forschungsarbeiten, Konferenzbeiträgen und Patenten im In- und Ausland, die die Laserauftragstechnologie und ihre neuen Anwendungen vorstellen: einschließlich Laserauftragsausrüstung, Materialien, Prozesse, Überwachung und Steuerung, Qualitätsprüfung, Prozesssimulation und -simulation usw. Aber Bisher ist die Laserauftragschweißtechnologie nicht im großen Maßstab industriell anwendbar. Bei der Analyse der Gründe gibt es Faktoren wie regierungsorientierte Faktoren, Einschränkungen hinsichtlich der Reife der Laser-Auftragsschweißtechnologie selbst und den Grad der Anerkennung der Laser-Auftragsschweißtechnologie in allen Bereichen der Gesellschaft. Um eine umfassende industrielle Anwendung der Laserauftragstechnologie zu erreichen, müssen wir daher die Öffentlichkeitsarbeit erhöhen, uns von der Marktnachfrage leiten lassen, uns darauf konzentrieren, die Schlüsselfaktoren zu durchbrechen, die die Entwicklung einschränken, und die Schlüsseltechnologien zu lösen, die bei technischen Anwendungen eine Rolle spielen. Ich glaube, dass die Anwendungsfelder und die Intensität der Laserauftragschweißtechnologie in naher Zukunft weiter zunehmen werden.

Hier einige Anwendungsbeispiele für das Laserauftragschweißen: Die fokussierte Leistungsdichte des Laserstrahls kann 1010~12 W/cm2 erreichen, und die Abkühlrate des Materials kann bis zu 1012 K/s betragen. Diese umfassende Eigenschaft bietet nicht nur Chancen für das Wachstum neuer Disziplinen in der Materialwissenschaft. Es bietet eine solide Grundlage und ein beispielloses Werkzeug für die Realisierung neuer Materialien oder neuer funktionaler Oberflächen. Die durch Laserauftragschweißen erzeugte Schmelze ist weit vom Gleichgewichtszustand schneller Abkühlungsbedingungen unter hohen Temperaturgradienten entfernt, was zur Bildung einer großen Anzahl übersättigter fester Lösungen, metastabiler Phasen und sogar neuer Phasen in der Erstarrungsstruktur führt durch eine Vielzahl von Studien bestätigt. Es bietet neue thermodynamische und kinetische Bedingungen für die Herstellung funktionell abgestufter in-situ autogener partikelverstärkter Verbundschichten. Gleichzeitig ist die Aufbereitung neuer Werkstoffe mittels Laserauftragschweißtechnik eine wichtige Grundlage für die Reparatur und Wiederaufbereitung ausgefallener Teile unter extremen Bedingungen und die direkte Fertigung von Metallteilen. Es hat große Aufmerksamkeit und vielfältige Forschung von der wissenschaftlichen Gemeinschaft und Unternehmen auf der ganzen Welt erhalten. Derzeit kann die Laserauftragstechnologie zur Herstellung von Verbundwerkstoffen auf Eisen-, Nickel-, Kobalt-, Aluminium-, Titan-, Magnesiumbasis und anderen Metallmatrix-Verbundwerkstoffen eingesetzt werden. Funktional klassifiziert: Es können Beschichtungen mit Einzel- oder Mehrfachfunktionen wie Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit usw. sowie spezielle Funktionsbeschichtungen hergestellt werden. Aus der Sicht des Materialsystems, aus dem die Beschichtung besteht, hat sich diese von einem binären Legierungssystem zu einem Mehrkomponentensystem entwickelt. Die Gestaltung der Legierungszusammensetzung und die Multifunktionalität von Mehrkomponentensystemen sind wichtige Entwicklungsrichtungen für die zukünftige Herstellung neuer Materialien durch Laserauftragschweißen. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass stahlbasierte Metallwerkstoffe die technischen Anwendungen meines Landes dominieren. Gleichzeitig treten Metallmaterialfehler (wie Korrosion, Verschleiß, Ermüdung usw.) meist auf der Arbeitsfläche von Teilen auf, und die Oberfläche muss verstärkt werden. Um die Betriebsbedingungen des Werkstücks zu erfüllen, ist die Verwendung großer Stücke von vor Ort selbst erzeugten, partikelverstärkten Verbundwerkstoffen auf Stahlbasis nicht nur eine Materialverschwendung, sondern auch äußerst kostspielig. Betrachtet man hingegen natürliche Biomaterialien aus bionischer Sicht, so ist ihre Zusammensetzung außen dicht und innen spärlich, ihre Eigenschaften sind außen hart und innen zäh. Darüber hinaus ändert sich die dichtearme, harte Zähigkeit in einem Gradienten von außen nach innen. Die Eigenschaften natürlicher Biomaterialien Die spezielle Struktur sorgt für eine hervorragende Leistung.

Aufgrund der besonderen Einsatzbedingungen und Leistungsanforderungen technischer Materialien besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung neuer Oberflächen-Metallmatrix-Verbundwerkstoffe mit starken und robusten Kombinationen und Gradientenleistung. Daher ist die Verwendung von Laserauftragschweißen zur Herstellung von in situ selbst erzeugten, mit Partikeln verstärkten Metallmatrixverbundwerkstoffen mit Gradientenfunktion, die metallurgisch an das Substrat gebunden werden, nicht nur ein dringender Bedarf für die technische Praxis, sondern auch ein unvermeidlicher Trend bei der Entwicklung der Laseroberflächenmodifikationstechnologie . Es wurde berichtet, dass die Laser-Cladding-Technologie in-situ autogene, partikelverstärkte Metallmatrix-Verbundwerkstoffe und funktionell abgestufte Materialien herstellt, die meisten davon befinden sich jedoch noch im Stadium der Struktur- und Leistungsanalyse, der Kontrolle der Prozessparameter, der Größe, des Abstands und des Volumenverhältnisses von die Verstärkungsphase Es hat noch kein kontrollierbares Niveau erreicht. Die Gradientenfunktion wird durch mehrschichtige Beschichtung gebildet, und es besteht zwangsläufig das Problem einer schwachen Grenzflächenbindung zwischen den Schichten. Bis zur Praxistauglichkeit ist es noch ein weiter Weg. Der Einsatz der Laserauftragstechnologie zur Herstellung metallbasierter Oberflächenverbundwerkstoffe mit kontrollierbarer Partikelgröße, -menge und -verteilung, entsprechend abgestimmter Festigkeit und Zähigkeit sowie die Integration von Gradientenfunktionen und in-situ selbst erzeugter Partikelverstärkung ist eine wichtige Entwicklungsrichtung der Zukunft. Zu den Forschungsinhalten gehören:

1. Die Technologie, Mittel und Prinzipien der Zusammensetzung, Struktur und Leistungsgestaltung von Verkleidungsmaterialien sowie die Steuerungstechnik für die Prozessdurchführung.
2. Erstellung thermodynamischer und kinetischer Modelle für die Partikelverstärkungsphasenausfällung, das Wachstum und die Verstärkung funktionell abgestufter autogener partikelverstärkter Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, die durch Laserauftragschweißen hergestellt werden.
3. .Partikelverstärkte Phasenmorphologie, Struktur, Funktion und zusammengesetztes bionisches Design sowie Steuerungstechnologie für Größe, Menge und Verteilung.
4. Erforschung der Prinzipien, Schlüsselfaktoren und Prozessmethoden der Beschichtungszusammensetzung, -struktur und der Steuerung des Leistungsgradienten.
5. Beobachtung, analytische Kontrolle und Charakterisierung von Makro- und Mikroschnittstellen; Analyse und Erfassung konventioneller Eigenschaften funktional abgestufter in-situ partikelverstärkter Metallmatrix-Verbundwerkstoffe sowie des Verschleißverhaltens und der Versagensmechanismen unter verschiedenen Arbeitsbedingungen. Durchbrüche in diesen Forschungsinhalten können das Problem der mangelnden Kompatibilität zwischen Beschichtung und Substrat und der Neigung zu Rissen lösen und die Erweiterung des Anwendungsbereichs der Laserauftragstechnologie fördern.