一、概述

　　激光熔敷( 焊) 技术的特点是：可以实现热输入的准确控制，焊接速度高，冷却速度快，热畸变小，厚度、成分和稀释率可控性好，可以获得组织致密、性能优越的堆敷熔焊层，可以节省高性能的材料。另外，可以实现在普通材料上覆盖高性能( 耐磨、耐高温、耐蚀等) 堆焊层,而且激光加工为无接触加工，无加工惯性，且焊接参数一经确定，焊接质量易于保证，焊接可靠性高，故易于实现自动化，符合现代生产的发展趋势.在经济上和敷层质量上也优于传统的堆焊和热喷涂工艺。

　　激光熔敷( 焊) 技术能用于高温合金、钛合金、镁合金和合金钢零件的表面局部强化，修复零件磨损表面，消除零件的铸造缺陷，愈合零件服役产生的早期热裂纹。目前世界发达国家都将激光加工技术广泛应用于航空发动机的制造和修复过程。在中国，自1990 年起激光熔敷技术就开始应用于航空发动机生产，当时主要解决某航空发动机涡轮转子叶片叶尖磨短接长问题，经过十多年的发展，激光熔敷技术已经用在各种航空发动机叶片与部件的强化与修复上。

　　二、镍基高温合金的激光熔敷( 焊)

　　镍基高温合金是航空发动机上广泛使用的一类材料，随着Al 、Ti 含量增加，二次强化相Ni3( Al ，Ti) 体积百分数增加，合金的高温强度增加。现代高性能的航空发动机涡轮叶片、导向器等热端部件都是由高Al + Ti镍基高温合金制成的，如Rene125 、DZ22 、DZ125 、ЖС6 У、K24 及K418 。这些高温合金部件制造时选用了优良的耐高温合金材料和先进的铸造成型工艺，生产成本高、造价昂贵。然而，这些部件服役时受高温、高压和腐蚀性燃气作用，常常出现各种早期损伤，严重影响发动机的安全和性能。为此将那些因早期损伤而报废的部件翻新再用是极具吸引力的事情。然而，高Al + Ti 镍基高温合金由于含有大量的Ni 3 ( Al ，Ti) 相，热裂纹敏感性很高，在焊接和焊后过程中容易产生凝固裂纹、晶界液化裂纹和应变时效裂纹，这就给熔焊带来了极大的困难。

　　十余年来中国科学院金属研究所激光表面改性实验室在国家重点军工项目支持下，在高温合金的激光熔敷方面进行了比较多的基础实验研究与工程应用。试验表明，高Al + Ti 镍基超合金的激光熔焊与熔敷，是工艺性很强的修复系统工程，涉及到激光辐照前后的热处理与表面处理，激光束能的控制辐照与辐射方式，表面预涂材料与填补材料，防氧化保护与基材温度控制以及修复质量的检测性能评价等。一些不可焊的部件，通过局部焊接改变工艺而得到修复。激光熔焊与熔敷技术的多项国家发明专利，为我国新型航空发动机和国外进口航空发动机研制、生产与修复方面解决了许多重大关键问题。本文作为抛砖引玉之目的，列出如下主要的激光熔敷应用工作：

　　1. 叶片叶尖的激光仿形熔铸接长修复

　　航空发动机高压涡轮I 级叶片，在高温高速工作条件下，热膨胀伸长和湍流震动以及外封严环上的燃灰沉积等原因均会引起叶片与封严环的接触磨损，从而导致叶片叶尖磨短。据计算，叶片叶尖每磨短0. 1 mm，燃气温度升高10 ℃。某新型高推比发动机验证机的叶片叶尖被磨短0. 7 ～1. 2 mm 左右，温升达100 ℃ 左右，由此引起叶片及其热端部件热损伤，发动机的动力性能下降，更换新叶片不仅价格昂贵而且很难及时获得。采用激光仿形熔铸技术可以将磨短叶尖接长。图1 为叶片激光仿形熔铸接长示意图。