超聲波振動輔助激光熔覆（UALC）是一種復合增材制造技術。

該技術結(jié)合了激光熔覆和超聲波振動的優(yōu)勢。通過引入二維振動（如XY方向），利用聲流效應和空化效應改善熔池動力學，進一步改善熔覆層的微觀組織、殘余應力分布及表面質(zhì)量，從而提升熔覆涂層質(zhì)量。

一、裝置優(yōu)勢

熔池優(yōu)化——

聲流效應：

超聲波振動增強熔池對流，減少氣孔、裂紋（孔隙率降低30%~50%）；

晶粒細化：

空化效應促進非均勻形核，熔覆層晶粒尺寸可細化至1~5μm。

界面強化——

降低基體-熔覆層熱應力：

結(jié)合強度提升15%~40%；

抑制元素偏析：

尤其適用于高熵合金、陶瓷復合材料。

工藝穩(wěn)定性——

抑制粉末飛濺：

送粉利用率提高10%~20%；

降低激光功率需求：

節(jié)能5%~15%。

二、裝置核心組成

激光熔覆技術——

激光熔覆是一種先進的表面改性技術，通過高能量激光束將同步輸送的合金粉末或絲材快速熔化；同時在基材表面形成冶金結(jié)合的熔覆層。

超聲振動系統(tǒng)——

發(fā)生器+振動部分

在激光熔覆過程中施加高頻機械振動；

顯著改善熔池動態(tài)特性；

從根本上提升熔覆質(zhì)量

三、裝置類型

1、基板式振動（振動平臺）

適用于小型樣品測試、高校科研類場景

將超聲波工具頭前端與基板相連；

基板分為垂直、水平兩種安裝形式，激光頭直接在基板表面開展熔覆焊接作業(yè)。

注：也可以一塊基板安裝多個換能器

2、非接觸式振動

適用高表面要求工件、特殊環(huán)境類場景

借助超聲波工具頭釋放振動氣流，氣流精準沖擊熔池區(qū)域，以此輔助完成激光熔覆焊接。

3、接觸式振動

適用于大型結(jié)構(gòu)件、特定工藝類場景

通過直接與工件表面接觸的振動工具頭（如滾輪、圓頭、圓錐狀工具頭）將振動傳遞至熔覆區(qū)域。

四、實際使用效果