設(shè)計(jì)和選擇熔覆材料時(shí)要遵 循熱膨脹系數(shù)相近原則、熔點(diǎn)相近原則和潤(rùn)濕性原則；
1）熱膨脹系數(shù)若相差太大，在熱應(yīng)力的作用下，熔覆層可能產(chǎn)生一系列的缺陷，如裂紋、剝落等；
2）二者的熔點(diǎn)也應(yīng)相近，相差太多，得不到較好的冶金結(jié)合效果，熔點(diǎn)過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使熔覆表面熔合比變大。熔覆材料熔點(diǎn)過(guò)高會(huì)導(dǎo)致材料與基體在熔覆的過(guò)程中熔化量較少，熔覆層的表面粗糙度較高; 熔點(diǎn)過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致熔覆材料的熔化量過(guò)多、金屬流動(dòng)性較強(qiáng)、易產(chǎn)生氣孔和夾雜；
3）熔覆材料與基體之間具有良好的潤(rùn)濕性能夠有利于熔覆層的鋪展和生長(zhǎng)， 使二者結(jié)合更加牢固（潤(rùn)濕角小，界面結(jié)合良好）；
4）不同材料對(duì)激光的吸收性能和結(jié)合強(qiáng)度不同，直接影響激光熔覆層和熔覆層與基體界面處的質(zhì)量。
自熔性熔覆粉末應(yīng)用與研究比較廣泛（ Fe 基、Ni 基和 Co 基為主，具有良好的力學(xué)性能，且對(duì)基體有很好的適用性，具有較好的工藝成形性），粉末中中加入合金化元素( Si、B 等)可以降低合金的熔點(diǎn)，改善其濕潤(rùn)性和流動(dòng)性，并具有自我脫氧和造渣功能及自熔作用， 而且熔渣上浮的同時(shí)，還可將部分氣體雜質(zhì)等帶出；它們優(yōu)先與合金粉末中的氧以及工件表面氧化物一起熔融生成低熔點(diǎn)共晶體的硼硅酸鹽等覆蓋在熔池表面，防止液體金屬過(guò)度氧化，但是，B、Si 元素過(guò)多時(shí)則易與 Ni、Cr、Fe 等元素形成在奧氏體晶界富集的硬脆低熔點(diǎn)共晶組織，延展性降低，裂紋敏感性提高。
影響熔覆層質(zhì)量的因素：（熔覆層組織性能、顯微硬度、 缺陷影響）
1）激光功率、光斑尺寸、激光掃描速度是最主要的參數(shù)，通常用比能量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)（大量研究表明：隨著掃描速度提高，裂紋率增加。激光功率提高，開(kāi)裂傾向降低。送粉速率增加，開(kāi)裂傾向也隨之加大。隨熔覆層數(shù)的增加，裂紋數(shù)增多，開(kāi)裂傾向增大）-（熔覆過(guò)程控制的自動(dòng)化--紅外線測(cè)溫儀對(duì)熔池溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)反饋補(bǔ)償激光功率速度調(diào)節(jié)機(jī)制、凸字形激光光斑）；
2）激光作用在基材表面的吸收率；工件的預(yù)熱和緩冷處理（影響了熔覆層溫度梯度的分布，進(jìn)而改變?nèi)鄹矊拥膽?yīng)力狀況），材料的熱物理特性等差異（裂紋尤其容易發(fā)生在熔覆層和基體交接界面處，基體材料和熔覆層材料熱物理特性不相匹配所導(dǎo)致）；
3）采取對(duì)稱(chēng)熔覆工藝可以解決產(chǎn)品變形的問(wèn)題；以及對(duì)熔覆順序（橫向和豎向熔覆）的變現(xiàn)差異；
4）合理設(shè)計(jì)熔覆層（激光熔覆修復(fù)用合金粉末的最佳配比）；以及梯度功能涂層，例如：在銅合金上依次激光熔覆了Ni基合金和Co基合金，形成了Cu-Ni-Co梯度涂層，以鎳基合金作為過(guò)渡層解決了Cu和Co之間性質(zhì)差異大的問(wèn)題，提高了銅合金表面的耐磨性，過(guò)渡層的添加有效抑制了涂層的開(kāi)裂；
5）復(fù)合激光熔覆工藝：如激光熔覆輔加電磁攪拌、超聲波、機(jī)械振動(dòng)、交變磁場(chǎng)等（使熔覆層組織的晶粒均勻細(xì)化，并能夠消除熔覆層內(nèi)的氣孔和微裂紋，提高熔覆層質(zhì)量）
6）熔覆過(guò)程時(shí)間較短，若合金粉末的脫氧造渣不能被及時(shí)排除，就容易在熔覆層形成孔洞、夾渣等缺陷，造成孔洞、夾渣裂紋。氣孔的形成機(jī)制：普遍認(rèn)為氣孔是由于殘余的保護(hù)氣體或在激光熔覆過(guò)程中形成的氣體沒(méi)有足夠的時(shí)間從熔池中逸出而形成的。對(duì)于氣孔的控制，可以通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)、減少氣體來(lái)源( 如烘干熔覆合金粉末) 、預(yù)熱緩冷、略微延長(zhǎng)熔池時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。
高溫工況，電磁輔助設(shè)備對(duì)高溫應(yīng)具有一定的耐性，因此普遍采用的電磁設(shè)備都需要與高溫區(qū)保持一段的距離，而電磁力作用于熔池的效果對(duì)距離有較大的敏感性，所以電磁設(shè)備在高溫環(huán)境下的作用方式仍需改進(jìn)。
感應(yīng)加熱的溫度有限，同時(shí)制約了感應(yīng)熔覆技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)感應(yīng)線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)對(duì)熔池的流動(dòng)也有影響。
1）利用超聲振動(dòng)對(duì)合金熔體的空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)、諧振效應(yīng)以及熱效應(yīng)，增加熔液的流動(dòng)性，可以促進(jìn)熔體中氣泡的逸出，加速溶質(zhì)元素的擴(kuò)散，打碎粗大的晶粒，實(shí)現(xiàn)晶粒的細(xì)化。液態(tài)金屬在加入超聲振動(dòng)后，熔覆層的成形質(zhì)量得到顯著提升，晶粒明顯細(xì)化，平均顯微硬度以及表面粗糙度等性能都得到了提高。
2）ULC 技術(shù)的推廣應(yīng)用， 當(dāng)前仍存在以下問(wèn)題亟須解決：
超聲振動(dòng)在激光熔覆熔池中的多種效應(yīng)的耦合機(jī)理有待明確；
ULC 過(guò)程的精確數(shù)值模擬技術(shù)；
超聲振動(dòng)模塊的集成化設(shè)計(jì)與高效耦合；
基于ULC技術(shù)的工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化
超高速激光熔覆技術(shù)(Extreme High Speed Cladding)利用同軸送粉的方式，通過(guò)調(diào)整粉末焦平面與激光焦平面的相對(duì)位置，使熔覆粉末在基體上方與激光束交匯發(fā)生熔化，使大部分的激光能量直接作用在粉末上，熔覆粉末在到達(dá)熔池前就處于熔化或半熔化狀態(tài)，從而減少粉末在熔池中存在的時(shí)間，降低了對(duì)基體的熱輸入，極大地提高了熔覆效率和粉末利用率。在送粉時(shí)為了滿(mǎn)足熔覆效率和熔覆質(zhì)量的要求，其粉末應(yīng)具有優(yōu)異的流動(dòng)性，且要使粉末在基體上方完全熔化，粉末粒徑不宜過(guò)大。它與傳統(tǒng)激光熔覆本質(zhì)的區(qū)別是改變了粉末的熔化位置，它解決了制約傳統(tǒng)熔覆技術(shù)大規(guī)模推廣的最大瓶頸—效率，從而也帶來(lái)了成本的大幅度降低。
1）熱輸入明顯減少（降幅達(dá)70%+），超低的熱輸入和較高的熔覆速度有助于提高冷卻速度，因此導(dǎo)致枝晶細(xì)化；熔覆層晶粒更加細(xì)小且分布均勻，涂層的顯微組織更為致密；
2）熔覆沉積速率快（提升100～250倍），可用于大面積零件的涂覆；
3）表面光潔度高，且粉末利用率高，用傳統(tǒng)激光熔覆制備的涂層的厚度通常大于 0.5 mm，而超高速激光熔覆制備的涂層厚度在25～250μm之間，且表面粗糙度可降至原來(lái)的 1/10。
熔覆專(zhuān)用材料體系的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)仍然是研究的重點(diǎn)：
缺乏激光熔覆專(zhuān)用材料體系，缺乏系列化的專(zhuān)用粉末材料，缺乏熔覆材料評(píng)價(jià)和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)；
新型激光器的工業(yè)化應(yīng)用：性能良好的大功率激光器是激光熔覆的首要條件，未來(lái)傾向于研發(fā)大功率、小型化的激光裝置，提高電源的穩(wěn)定性和壽命；
新型激光熔覆工藝的發(fā)展：
熔覆層的開(kāi)裂是激光熔覆最棘手的問(wèn)題，應(yīng)優(yōu)化傳統(tǒng)熔覆工藝、開(kāi)發(fā)新型熔覆技術(shù)，如梯度熔覆和高頻感應(yīng)熔覆、復(fù)合超聲振動(dòng)、電磁攪拌等。這幾種工藝均有利于解決熔覆中常見(jiàn)的裂紋、氣孔等問(wèn)題，但復(fù)合熔覆技術(shù)存在工藝復(fù)雜及效率低下等問(wèn)題；
激光熔覆效率及精度的提高：激光熔覆層表面不平整，后續(xù)機(jī)加工量較大，如何提高激光熔覆的精度也是亟待解決的問(wèn)題。應(yīng)研發(fā)新型一體式送粉熔覆設(shè)備及高精度送粉控制系統(tǒng)，解決與大功率激光器配套的精確度與熔覆工藝穩(wěn)定性等問(wèn)題；
建立起適用的量化理論：通過(guò)數(shù)值模擬方法提高熔覆層的質(zhì)量；
熔覆過(guò)程的在線檢測(cè)和自動(dòng)化控制。
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完.
