內壁激光熔覆技術發展歷程與現狀

內壁激光熔覆技術（內孔激光熔覆）是一種表面修復和材料加工技術，用于在內孔或管道的內壁上進行高精度的熔覆修復或涂層加工。下面是內壁激光熔覆技術的發展歷程：

激光熔覆技術的發展始于上世紀60年代，是對材料基體熱影響較小的一種熱加工方式。當時，研究人員開始運用激光束對材料表面進行熔化處理，目的是改善表面性能或修復損壞。這些早期的實驗主要關注激光與材料的相互作用，探索激光熔覆的可行性。到了20世紀70年代，隨著激光技術的不斷進步，激光熔覆技術得到了進一步的改進。研究人員開始嘗試不同的激光源和材料組合，以優化熔覆過程和涂層質量。同時，還引入了輔助氣體，如惰性氣體和反應性氣體，以改善熔覆過程中的氣氛和反應。

到了80年代和90年代，激光熔覆技術已經趨于成熟，并在多個行業得到廣泛應用。研究人員進一步改進了激光設備和控制系統，提高了熔覆速度和精度。此外，還開發了多種新的熔覆材料，擴大了激光熔覆技術的應用領域，包括航空航天制造、汽車制造、工程裝備制造、能源裝備制造等。

20世紀90年代以后，一些高校和研究單位開始對內壁激光熔覆有了初步探索。研究人員需要開發出特殊的光學系統和控制裝置，可以將激光束引導到狹窄的內壁空間，并要實現對內壁熔覆層的后期加工。由于內孔熔覆時，熔覆頭工作環境高溫高熱，研究人員需要選用合適的材料和方案以保證熔覆頭在工作時的穩定性；針對內壁熔覆和加工的困難，研究者需要對熔覆材料、機加工藝進行研究；這些涉及到激光熔覆頭設計、光纖傳輸系統、內壁熔覆層結合強度、內壁熔覆粉末設計等方面的問題。由于涉及到的技術跨學科，跨行業，難度較大，內壁激光熔覆技術發展緩慢。

直到2019年，市場上已有的內壁激光熔覆設備，可熔覆的長度不超過0.5米，功率大多不超過兩千瓦。這個時期，由于激光光源的顯著進步帶動激光激光熔覆技術快速發展，外壁的激光熔覆已經廣泛地應用到了煤機油缸強化和修復，工程裝備的表面強化和修復上。在這些應用中，由于缺乏相應的內壁激光修復手段，采用的內壁修復手段有內壁焊銅、焊鐵、內壁鑲套不銹鋼等手段。這些修復方法要么硬度低、耐腐蝕性能差，要么存在容易脫落等風險。

2018年，必盛激光南京公司劉工通過深入的市場調查分析，確定了研制高功率盲孔內壁激光熔覆設備的重要性。在劉工的推動和組織下，必盛激光和淮南礦業設備公司達成了一起合作開發可工業化生產應用的高功率盲孔內壁激光設備的協議。經過雙方的努力，在2020年1月份，國內首臺6000W盲孔內壁激光熔覆設備在淮南礦業安徽精銳機械維修公司落地生產運行。該型設備熔覆長度答3米，可進行盲孔激光熔覆。

在隨后的生產運行中，各種困難接踵而至。首先是內壁熔覆頭保護鏡片使用壽命短，熔覆質量不穩定等缺陷需要克服；然后就是內壁熔覆層難于機加，無論是后期的鏜削還是珩磨都很困難，機加效率低下；還有外缸裝夾工裝焊接時候定位困難，導致焊接的裝夾環偏心等問題。

研發團隊通過一年多的努力，逐漸完善了6KW內壁激光熔覆設備的各項性能，并開發了相應的工裝方案和后期機加工藝。

由于生產效率關乎企業的成本控制和利潤創造，而內壁激光熔覆效率相較于外壁熔覆更低，因而客戶迫切希望獲得更高功率更高效率的激光熔覆設備。劉工敏銳地抓住這個關鍵點，并以此作為未來公司占領行業技術制高點的戰略需要推動團隊開始了一萬二千瓦內壁激光熔覆設備的研制。

通過不斷的技術改進和創新，必盛激光的12KW內壁激光熔覆設備在2021年底問世，該型設備不僅可以熔覆不銹鋼粉末還可熔覆銅合金粉末，熔覆厚度在1.5mm時，一平米的熔覆時間僅1.5小時左右。該產品一經推出就獲得了市場的歡迎。濟寧能源海納科技、林州重機等煤機制造企業紛紛采購必盛公司的12KW內外壁一體激光熔覆設備，并收獲了很好的效益。

今天，內壁激光熔覆技術已經成為了行業關注的焦點，新的設備中還采用了自適應控制技術，引入智能控制算法和在線監測技術，提高了熔覆過程的穩定性和一致性，使得激光熔覆過程更加穩定和可控。隨著內壁激光熔覆技術的成熟和可靠性的提高，它開始在多個領域得到廣泛應用。比如，內壁激光熔覆技術在航空航天、石油化工、能源、交通運輸和醫療器械等行業中被應用于內孔修復、防腐涂層、抗磨涂層等方面。這為延長設備壽命、提高性能和降低維護成本提供了有效的解決方案。

從上世紀90年代以來，內壁激光熔覆技術經歷了起步階段、技術改進與創新以及應用領域擴展等階段的發展歷程。通過不斷的研究和實踐，近年來內壁激光熔覆技術取得了顯著的進展，為各行各業的重要裝備內壁修復、強化提供了一種高價值的全新解決方案。