激光熔覆亦稱激光包覆或激光熔敷，是一種新的表面改性技術。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結合的添料熔覆層。以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金結合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素。

與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，因此激光熔覆技術應用前景十分廣闊。

在煤炭綜采領域，液壓支架、采煤機、掘進機、刨煤機等被廣泛應用，其關鍵部件如液壓支架液壓油桿，采煤機、掘進機、刨煤機上用截齒是更換量最大的煤礦機械零件之一，為了提高使用壽命,需要對這些關鍵部件進行表面熔覆處理。通過激光熔覆修復處理，可大大提高基體表面耐磨、耐腐蝕、耐熱、抗氧化及抗疲勞特性。因此，液壓支架、截齒的使用壽命能夠大大提高。

北京飛虹激光科技有限公司針對煤炭行業(yè)研發(fā)、生產出的大功率半導體激光熔覆系統(tǒng)具有以下特點：

　　(1)能量注入可控；

　　(2)冷卻速度快，熱畸變��；

　　(3)成分，厚度，稀釋率可控；

　　(4)組織細密，性能好；

　　(5)節(jié)省高性能材料；

　　(6)易于自動化，一致性好。

與第一代CO2激光器、第二代YAG激光器相比較，北京飛虹激光科技有限公司研發(fā)生產的大功率半導體激光器具有體積小、效率高、免維護的優(yōu)點，在激光熔覆領域具備以下優(yōu)勢：

　　1、整機功耗小，節(jié)約能源

以3KW半導體激光器為例，整機消耗電能9KW，包含水冷機、激光電源、控制系統(tǒng)用電，插頭效率33%，光電轉化效率37.5%，每日雙班生產16小時運行費用中電費就需要（工業(yè)電按0.8元/度）￥115.2元，與橫流CO2激光器相比每天節(jié)約的電能費用為￥1200余元。

　　2、產生激光無需更換耗材

半導體激光器產生激光的原理是利用量子阱技術將電子和空穴在有源區(qū)復合經(jīng)過增益輸出激光光束，整個過程無需更換產生激光的泵浦源耗材，能量轉換環(huán)節(jié)最少，是目前各種激光器類型中效率最高的激光器。

　　3、激光功率波動

半導體激光器產生激光原理為固體材料物質受激發(fā)產生激光，因此不存在氣體激光器的工作介質不均勻的問題，功率波動＜2%，在千瓦級輸出狀態(tài)下可以保證激光熔覆及相變硬化的一致性。

　　4、金屬吸收率高

半導體激光器的激光輸出波長為近紅外，激光波長約1微米左右，金屬材料在此波段有較高的吸收率。鋼對半導體激光的吸收率在70%左右，比CO2激光器高十倍左右。在激光熔覆或相變硬化應用中，不需要涂抹墨水等吸收劑。

　　5、體積小巧，使用靈活方便，不存在焦點漂移現(xiàn)象

以3KW半導體激光器為例，激光器機頭尺寸為（長*寬*高）0.42米*0.17米*0.13米，水冷機尺寸為（長*寬*高）0.86米*0.71米*1.25米，占地面積小于1平米，激光器機頭直接懸掛于機床運動機構上，激光器隨激光運動機構一起移動，因此不存在焦點偏移問題。

　6、光斑尺寸適合應用于大面積激光熔覆

應用于大面積熔覆及表面硬化的半導體激光器的光斑尺寸典型值為20mm*1mm，其單道熔覆的軌跡寬度為橫流CO2激光器的5倍，因此可以有效提高熔覆效率，縮短大型工件的熔覆修復時間。

　　7、維護方便

半導體激光系統(tǒng)主要由激光器機頭、電源系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，由于光電轉化效率高，因此對電源和水冷機系統(tǒng)的要求較低，不需要大功率的電源與水冷系統(tǒng)，因此維護便捷。半導體激光器不存在諧振腔失調的問題，因此對于激光光路系統(tǒng)免維護。