超高速激光熔覆是一種基于激光熱源的表面制造技術(shù)，其特殊的熔化形式不同于傳統(tǒng)的激光熔覆技術(shù)。
一方面超高速激光熔覆提高了激光能量密度，傳統(tǒng)激光熔覆光斑直徑約為2—4 mm，而超高速激光熔覆光斑直徑小于1 mm，在相同激光能量輸入條件下，小光斑區(qū)域的激光能量密度更高。傳統(tǒng)激光熔覆的激光能量密度約為70—150 W/cm2，而超高速激光熔覆的激光能量密度高達(dá)3 kW/cm2。
另一方面，在傳統(tǒng)的激光熔覆工藝中，未熔化的粉末直接送入熔池而超高速激光熔覆調(diào)整了激光、粉末和熔池的會聚位置，使粉末的會聚位置高于熔池的上表面，會聚的粉末在進(jìn)入熔池前被激光照射熔化。通過工藝調(diào)整，超高速激光熔覆的沉積速率比常規(guī)激光熔覆大大提高。
在傳統(tǒng)的激光熔覆工藝中，為了使固體粉末材料在送入熔池后充分熔化，需要較大的激光能量來保證熔池持續(xù)較長的時間。這導(dǎo)致沉積速率只有0.5—2 m/min，無法提高加工效率。另外，傳統(tǒng)激光熔覆中激光能量的利用率只有60%—70%，熔化粉末的能量只占總能量的20%—30%。大的熱輸入容易形成大的熱影響區(qū)。在超高速激光熔覆過程中，固體粉末材料在熔池上方被激光照射熔化，在重力和載粉氣流的作用下進(jìn)入熔池，使熔池不需要提供熱量來熔化，從而縮短了熔池的持續(xù)時間，沉積速率提高到20—500 m/min。沉積效率也從傳統(tǒng)激光熔覆的50cm2 /min提高到500 cm2 /min。超高速激光熔覆過程中約90%的激光能量用于熔化粉末，剩余能量用于熔化基體材料形成冶金結(jié)合界面。這種形式的能量分布對基體的熱損傷較小。此外，超高速激光熔覆更高效的激光利用率可以降低熔覆過程中對激光能量的需求，使傳統(tǒng)激光熔覆在1~2 kW能量輸入下沉積效率可達(dá)3— 4 kW。這有利于降低激光熔覆的設(shè)備成本。同時，獨(dú)特的激光-粉末匹配設(shè)計使超高速激光熔覆粉末利用率達(dá)到90%以上。