为了提高低碳钢表面的耐磨性能，采用CO2激光堆焊系统，将Co基合金与WC混合粉末(WC的质量分数为0~0.47)用单道堆焊于低碳钢表面。利用X射线衍射仪、能谱分析仪、扫描电子显微镜、激光显微镜、维氏硬度计和耐磨试验机对单道堆焊层的相结构、显微组织、维氏硬度、耐磨性和裂纹敏感性进行了比较分析。结果表明，这种堆焊方法的堆焊层均为亚共晶组织，且未分解WC弥散分散在Co基合金的基体上; 堆焊层的维氏硬度均随WC含量的增加而增加。该方法具有较低的裂纹敏感性。

为提高F325堆焊层的韧性，进行了激光堆焊F325与钼丝的实验。利用金相显微镜、维氏硬度仪等设备分析、测试了堆焊层的显微组织和硬度。研究表明：激光堆焊可以得到晶粒细化，组织致密，无裂纹、气孔等缺陷，与基体冶金结合的F325/钼丝复合材料覆层; 钼丝外表面轻微熔化，与F325基体呈冶金结合; 钼丝加入后，使其周边的晶粒大大细化，并抑制了碳化物的长大; 钼丝与F325结合区的平均硬度为750 HV0.2，高于F325堆焊层的平均硬度650 HV0.2。

由于必须经受高转速、高压、高温等苛刻的工作环境, 航空发动机零部件在服役一段时间后会出现磨损、磨蚀、变形、开裂等损伤而无法继续正常使用, 重新制造并更换这些被判定为失效的零部件将给用户造成巨大的经济损失和时间损失。三维激光堆焊技术作为一项先进的修复技术, 能够实现损伤零件的高性能、快速响应修复, 和传统氩弧焊等修复工艺相比, 由于具有零件本体变形小、热影响区小、修复后零件性能几乎无损失等特点, 近年来该技术成为制造领域的研究热点并在航空发动机制造与大修中逐步开始获得应用。本文针对航空发动机叶片与热端部件的修复, 分析了影响三维激光堆焊技术获得工程应用的关键问题, 包括: (1)基于叶片损伤部位三维反求与重建数模的叶型精确堆焊与加工。(2)叶片本体与修复区界面处受热后裂纹。(3)定向凝固叶片/单晶叶片修复区组织的选择与控制。(4)激光修复后残余应力的消除及零部件本体的变形控制。在此基础上进一步评述了以上关键问题的解决途径。

利用激光堆焊方法可以在基体表面获得一层高厚度、高性能的合金堆焊层。通过在45#钢上进行激光堆焊工艺试验,就激光自动送丝堆焊的基本工艺过程进行研究,比较不同堆焊条件下的组织性能,探索激光堆焊的特性。与氩弧堆焊相比,激光堆焊过渡区狭小,激光堆焊层显微组织随比能量Es增加而逐渐变粗大;堆焊层组织明显细化,硬度提高70%;与高速钢相比,激光堆焊层体现出良好的抗磨性能,比高速钢的耐磨性高42.6%。

激光堆焊可以获得高性能(如耐磨性、耐腐蚀性能、抗氧化性能、热障性能、抗气蚀和冲蚀磨损等)的合金堆焊层,在工业应用上展现了广阔的应用前景。近十来年激光堆焊在材料表面处理方面倍受关注,主要是在于激光堆焊层与基体的结合为冶金结合,组织极细,覆层成份及稀释率可控,覆层厚度大,热变形小,易实现选区堆焊,工艺过程易实现自动化。激光堆焊技术已经在工业易损件修复、关键部件的强化等应用方面取得了一定的成果。就激光堆焊的基本原理、分类、堆焊材料、工艺特点、工业应用几个方面做了详细介绍,并就该技术应用存在问题、质量控制途径、今后发展趋势做了分析预测,为研究开发以及工业应用推广提供参考。

轴类部件的损坏是工农业生产中常遇到的问题。大型轴件的损坏 (如发电机转轴、水泵泵轴以及卷扬机传动轴的损坏 )会造成重大经济损失与人身危害。同时 ,这些轴大都价格较高 ,生产周期长 ,具有较高的修复价值。传统工艺 (如手工电焊 )对轴类部件的修复存在着修复层结合强度低、工件易变形、操作难度高等问题。本文作者采用激光堆焊技术 ,进行了海水泵轴的激光修复实验。修复对象为一根已磨损的长 1.5m ,直径 30cm的海水泵轴。实验结果表明 :激光修复由于热量很快通过基体导走 ,不会造成大的热应力集中和变形 ;修复层与轴件基体是冶金结合 ,结合强度高 ,修复层更耐磨 ;数控编程等手段的运用大大提高了工作效率 ,也降低了现场操作的难度。

研究了激光堆焊层的组织和性能,通过对汲光堆焊、氩弧焊的组织对比分析,表明激光堆焊可以得到晶粒细小、稀释器率低、热影响区窄的堆焊层,显微硬度提高1.5倍:但激光堆焊开裂倾向增大.

本文主要通过在H13钢上用大功率CO2激光束进行堆焊,阐述了激光堆焊工艺变化对堆焊组织和性能的影响,在本试验条件下,得到了高密度弥散金属化合物组织的激光堆焊层,平均硬度为HV800,与基体呈冶金结合,耐磨性比H13模具钢提高149%.