在船舶、石油、采礦等制造業(yè)中，需要使用大量的管道，這些管道在使用過程中內(nèi)壁會受到不同程度的磨損而影響其使用性能和壽命，因此增加管道內(nèi)壁耐磨性、耐腐蝕性等性能是解決這一問題的關(guān)鍵。

激光熔覆技術(shù)作為一種材料表面改性的新技術(shù)，是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面放置選擇的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋層基底并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等的工藝方法。其主要特征如下：（1）超快的熔凝速度（10³～10⁶℃／s），因此其加工效率非常高，加工速度很快；（2）熔覆層與基體之間形成良好的冶金結(jié)合，熔覆層組織致密，熱影響區(qū)小且稀釋率低；（3）熔覆材料選擇多樣性，可根據(jù)不同的工程需求設(shè)計不同的合金比例，以便于有效控制熔覆過程中熔覆層的組織與性能；（4）激光熔覆屬于精細(xì)加工方法，可用于實(shí)現(xiàn)微小區(qū)域的局部加工，并且加工過程中與零件無直接接觸，不會對部件造成接觸損傷，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動化控制。該技術(shù)已初步地用于管道的熔覆。

現(xiàn)階段激光熔覆技術(shù)只能熔覆大直徑的管道，而對于中小直徑的管道，主要是由于熔覆受到空間的限制，激光頭難以進(jìn)入管道中，實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜，耗費(fèi)較大，而且常規(guī)的激光熔覆加工頭激光在相對較遠(yuǎn)的位置才開始聚焦，加工效率低且很容易損壞保護(hù)鏡，難以實(shí)現(xiàn)良好的加工質(zhì)量。

一些高承載零件內(nèi)壁對表面熔覆、修復(fù)的應(yīng)用需求持續(xù)增加，希望具有卓越的耐磨、耐沖刷、耐腐蝕性能等，如軸承、模具、氣缸、油缸、擠壓筒、閥門等。隨著產(chǎn)品服役性能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的提高，工業(yè)界對內(nèi)壁激光熔覆、修復(fù)技術(shù)的適用極限尺度、多功能性與高質(zhì)高效性提出了越來越高的應(yīng)用需求。

不同于外壁激光熔覆，內(nèi)壁激光熔覆加工頭中激光束、粉末、冷卻水都需在有限空間通過長距離傳輸?shù)竭_(dá)光學(xué)頭的頂端，為適應(yīng)更小、更長內(nèi)徑零件的加工，內(nèi)壁激光熔覆加工頭要求具有高集成、高精度、高剛性的特性。

內(nèi)壁激光熔覆光學(xué)系統(tǒng)，也稱為ICO（Inner Cladding Optics），是內(nèi)壁激光熔覆系統(tǒng)的核心部件， ACunity與Fraunhofer ILT的孵化企業(yè)IXUN GmbH建立聯(lián)合實(shí)驗室與制造工廠，針對工業(yè)界不同的應(yīng)用需求，開發(fā)了系列型號內(nèi)壁激光熔覆光學(xué)系統(tǒng)，對光路設(shè)計、輕量化結(jié)構(gòu)剛性、水冷效果、粉末匯聚性能、集成度等持續(xù)優(yōu)化升級，在最大延伸長度、最小適用內(nèi)徑范圍不斷挑戰(zhàn)極限，可滿足工業(yè)界大部分規(guī)格尺寸零件的內(nèi)孔、內(nèi)腔的激光加工需求。模塊化的系統(tǒng)設(shè)計與多系列的內(nèi)壁光學(xué)系統(tǒng)可滿足內(nèi)壁激光熔覆、激光修復(fù)、激光焊接、激光硬化等不同加工需求，一切外壁激光熔覆適用的材料均可應(yīng)用。

亞琛聯(lián)合科技的內(nèi)壁激光加工系統(tǒng)在設(shè)計上充分考慮了應(yīng)用便捷性，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，機(jī)床、機(jī)器人不同運(yùn)動形式，配備不同規(guī)格的內(nèi)壁光學(xué)系統(tǒng)，也可實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外壁激光熔覆的一體化集成。同時，針對不同產(chǎn)品特征、工藝需求，開發(fā)了內(nèi)壁激光熔覆、修復(fù)、硬化等不同方法的配套工藝規(guī)范。

技術(shù)優(yōu)勢：

高集成度高穩(wěn)定性：粉路、氣路、水路、光路均集成于管內(nèi)

適用最小管件內(nèi)徑：Ф33mm

最大延伸長度：單側(cè)3mm

適用盲孔加工：粉末流、光束45°斜向入射設(shè)計

多功能快速切換：更換前端噴嘴，可完成熔覆、增材、焊接、淬火等多種工藝

適用多種材料：可制備鉄基、鎳基、鈷基、銅基、復(fù)合材料等多種合金涂層

過程在線監(jiān)測：可實(shí)現(xiàn)加工區(qū)圖像、溫度的實(shí)時監(jiān)測，管內(nèi)激光快速尋位與對中

審核編輯：符乾江