为提高TC4钛合金表面的综合性能，采用Fe35A合金为熔覆粉末在TC4钛合金材料表面进行激光熔覆加工试验，综合制备出耐磨复合涂层，并采用数字化测试设备研究分析其洛氏硬度、宏观形貌、几何形状等综合性能。试验结果表明：在工艺参数设置为激光功率2 300 W、扫描速度9 mm/s、送粉速率10 g/min的最佳熔覆参数下制备而成的熔覆层质量最佳，宏观形貌规整饱满，表面洛氏硬度值高达40.2 HRC，熔覆层表面均匀细致，实现了TC4钛合金表面高质量熔覆Fe35A合金涂层的效果。

为了研究激光对油气管道外防腐层剥离的可行性,以及漆层清除对基体性能的影响,采用短脉冲激光器对X65管线钢上的环氧树脂防腐层进行激光除漆实验。采用三维形貌测试仪对除漆后的表面进行测试,并使用扫描电镜与能谱分析仪对试样的表面和横截面进行测试分析。两个试样经不同工艺参数的激光扫描后,漆层基本全部剥离,基体表面呈现出密集的火山口形貌,表层以下出现了带状区和裂纹区;试样A、B表层以下带状区的厚度分别约为20 μm和10 μm,裂纹区厚度分别约为100 μm和90 μm,表层硬度均小幅提升。本研究所采用的激光参数既满足了钢管除漆的要求,又对表层起到了强化作用。管道激光除漆技术在技术上是可行的,值得深入研究。

在同轴送粉的激光熔覆工艺中, 研究了激光功率和扫描速度对宏观形貌的影响规律。发现随着扫描速度的增大, 熔覆道初始段出现高度不均现象。使用加速度传感器对激光熔覆轨迹的振动进行测试, 提取加速度信号, 再通过数值积分获得振动速度。对速度图像进行分析, 发现机器人的初始速度大于设定速度, 速度超差导致熔覆层的高度不均。针对此现象提出解决方法, 在速度匀速区进行熔覆, 并实际验证了本方法的有效性。

损伤曲轴的激光熔覆修复是实现发动机高质量再制造的关键技术之一。为提高因磨损、擦伤和烧伤等缺陷导致报废的曲轴激光熔覆修复的稳定性与可靠性, 首先采用YAG固体激光器对磨损损伤曲轴主轴颈进行熔覆, 进而采用手持显微镜与扫描电子显微镜(SEM)相结合的方法对熔覆层周向与径向宏观形貌和微观组织进行观测分析, 利用显微硬度仪测试沿深度和表面母线方向的微硬度值, 利用X射线应力测试仪对熔覆层表面残余应力测试。最后, 对熔覆层与基体的过渡层、熔覆浅表层等熔覆质量较差的区域以及中间质量优化区进行量化表达, 为获得最佳质量工作表面的熔覆余量等参数的确定提供依据。研究结果表明, 微观组织沿深度方向呈平面胞状晶-胞状树枝晶-树枝晶和等轴晶变化, 沿母线方向存在组织细致的结合区, 熔覆层显微硬度较基体提高2.6倍, 表面残余应力为压应力, 其中沿扫描方向的平均残余应力值为-400.8 MPa, 垂直于扫描方向的平均残余应力值-278.5 MPa。