航空工業(yè)是激光熔覆技術應用潛力**的領域之一。航空發(fā)動機磨損是發(fā)動機維護中的一大難題。英國Rolls Royce公司采用激光熔覆增材制造技術代替鎢極氬弧堆焊修復航空渦輪發(fā)動機葉片，不僅解決了工件的開裂問題，而且極大地降低了工時。我國也將激光熔覆增材制造技術應用于發(fā)動機葉片和閥座等的修復與制造，并取得了良好的效果。

 

20世紀80年代初，英國Rolls Royce公司采用激光熔覆技術對RB211渦輪發(fā)動機殼休結合部位和高壓葉片進行激光金屬修復，取得了良好效果。該葉片由超級鎳基合金鑄造，在1600K溫度下工作，過去是用鎢極氬弧焊（TIG）堆焊鈷基合金，熱輸入大、稀釋嚴重，熱影響區(qū)易產生裂紋。改用2kW快速軸流CO2激光熔覆，在重力作用下吹氬氣送粉，功率密度為104~105W/cm2，自動化操作熔覆一個葉片只需75s，而過去用鎢極氬弧堆焊一個葉片約需4min。特別是激光熔覆增材制造鈷基合金，合金用量減少50%，工件變形小，工藝質量好，重復性好，經濟效益十分**。

 

美國 AeroMet公司在該領域的研發(fā)也有了實質性的進展，多個系列的激光熔覆成形零件已獲準在實際飛行中使用。采用激光熔覆增材制造技術表面強化制造的飛機零部件，不僅性能上超過傳統(tǒng)工藝制造的零件，生產成本和生產周期都大幅度降低。圖1所列為激光熔覆技術在航空制造中應用的幾個示例。

圖1 激光熔覆在航空制造中應用的幾個示例

 

 

航空發(fā)動機葉片、葉輪和空氣密封墊等零部件，可以通過激光熔覆增材制造技術修復與制造。例如，用激光熔覆增材制造技術修復飛機零部件中的裂紋，一些非穿透性裂紋通常發(fā)生在厚壁零部件中，其他金屬修復技術難以發(fā)揮作用。 采用添**末合金的多層激光熔覆增材制造技術可恢復其使用性能，激光熔覆增材制造技術還可以用于飛機螺旋槳葉片激光三維表面熔覆修復。

 

隨著控制技術以及計算機技術的發(fā)展，激光熔覆增材制造技術越來越向智能化、自動化方向前進。 從直線和旋轉的一維激光熔覆，經過X、Y兩個方向同時運動的二維熔覆，到20世紀90年代開始向三維同時運動熔覆構造金屬零件發(fā)展。目前已經把激光器、五軸聯(lián)動數(shù)控激光加工機，外光路系統(tǒng)、自動化可調合金粉末輸送系統(tǒng)（也可送絲），**CAD/CAM軟件和全過程參數(shù)檢測系統(tǒng)，集成構筑了閉環(huán)控制系統(tǒng)，直接3D打印制造出金屬零件，標志著激光熔覆技術的發(fā)展邁上了新的臺階。