熔覆技術的發(fā)展與展望

王 凱，石永軍，周小雨，翟昌民，李道壘，姜建豐

(中國石油大學(華東)，山東 青島 266580)

隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，大量的金屬材料被應用到各個領域。由于多數(shù)零件被直接應用在高溫、高壓、重載、腐蝕等惡劣的工作環(huán)境中，且零件的表面長期接觸不利環(huán)境，因此零件的整體失效主要是從表面開始。針對該問題，催生出了表面強化技術，該技術通過施加外力或采用熱處理等工藝方法，改變零件的表面組織結構，從而提高零件表面的硬度、抗疲勞、耐腐蝕等性能，如熱處理、鍛造等工藝，該工藝并不改變材料的元素本質。為了獲得價格更低、表面性能良好的零部件，進一步研發(fā)了熔覆技術。熔覆技術是采用熱噴涂或涂抹等方法，將預制的涂層材料涂覆至基體表面，利用高溫熱源對涂層進行加熱，當溫度達到涂層材料的熔點時，涂層材料與基體產(chǎn)生冶金結合，完成熔覆。熔覆技術能夠以較低的價格，相對廉價的在基體表面涂覆一層具有耐腐蝕、耐磨、抗疲勞、高強度等特殊性能的材料，用來提高零件的綜合使用性能。雖然熱噴涂技術、噴丸強化技術、氣相沉積技術也能在材料表面制備涂層，但熔覆技術具有結合強度較高，易于形成冶金結合，自動化程度高等優(yōu)點，被廣泛應用于汽車制造、石油化工、航天航海、機械制造與修復等領域。熔覆技術根據(jù)熱源的不同，可以分為激光熔覆技術、等離子熔覆技術、感應熔覆技術及復合熔覆技術等。各種熔覆技術根據(jù)待加工零件的形狀、涂層熔點以及待修復零件的特點等選擇不同的熱源方式。

隨著技術的不斷發(fā)展，大量的機械設備需要更高質量、更高性能的零件，為了優(yōu)化組織內部結構、提高熔覆層綜合性能，因此近年來又出現(xiàn)了復合熔覆技術。本文在概述熔覆技術的基礎上，重點對復合熔覆技術的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述，并對熔覆技術的發(fā)展前景進行了展望。

1 熔覆技術的概述

激光形成的物理過程是產(chǎn)生激光的工作物質受激發(fā)造成粒子反轉狀態(tài)，并不斷增強至占優(yōu)勢的過程。如果將受激的工作物質放在兩端有反射鏡的光學諧振腔中，并提供外界光輻射，則受激輻射將會不斷產(chǎn)生激光光子。運動方向與光腔軸線方向一致的光子，被兩面反射鏡不斷地往返反射，來回振蕩，從而得到放大，當這種光放大超過腔內損耗時，激光腔的輸出端產(chǎn)生激光輻射——激光束[1-2]。由于激光束具有高方向性、高亮度、高單色性、高相干性，因此激光熔覆技術可實現(xiàn)對多種金屬、非金屬的熔覆，特別是可以實現(xiàn)高硬度、高脆性及高熔點材料的快速結合?；诩す馐奶攸c，現(xiàn)在激光熔覆技術被廣泛應用于激光表面熔覆、激光熔覆修復再制造、激光快速成形等領域[3-8]，特別是近幾年發(fā)展的超高速激光熔覆技術，由于該技術具有稀釋率低、熔覆效率高、涂層組織結構更加細密等優(yōu)點，為激光熔覆技術注入了新動力。

與激光束相似，等離子束具有能量集中、方向性強、熱效率高等優(yōu)點，因此零件的表面強化也可以采用等離子束熱源。等離子熔覆作為一種先進的快速冶金過程，一般采用Ni基、Co基和Fe基自熔性粉末作為涂層材料，隨著研究的深入，通過向自熔性合金中添加WC、TiC等陶瓷相形成陶瓷復合涂層或者功能梯度材料，獲得了質量良好的工件[9-11]。

感應熔覆技術，通常使用性能良好的自熔性粉末，采用熱噴涂或者冷涂法將其鋪至工件表面，利用感應加熱技術，使合金粉末與基體結合。作為一種新型的表面強化技術，感應熔覆具有易于形成冶金結合，結合強度較高，電能利用率高，成本較低以及易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點[12-17]。

復合熔覆技術是相對單一熔覆技術而言的，為了避免單一熔覆技術的缺點，使用兩種及兩種以上的其他技術輔助熔覆的工藝稱為復合熔覆技術。激光熔覆、等離子熔覆以及感應熔覆，各自均存在自身的局限性與缺點，為了得到更高質量、更高性能的涂層，近幾年國內外學者對復合超聲沖擊、機械振動、高頻微鍛造、電磁攪拌等技術進行了大量研究。由于復合熔覆技術結合了多種技術，解決了一些實際問題，隨著研究的深入，許多新技術已經(jīng)應用到了實際生產(chǎn)中，給熔覆技術注入了新的動力。

2 不同熱源間的復合熔覆技術

2.1 激光復合感應熔覆技術

激光熔覆具有較低的稀釋率、更好的加工柔性、對工件的熱影響小等優(yōu)點，但激光熔覆技術也存在著成本較高、覆蓋率較低、相變應力較大等缺點。感應熔覆具有運行成本低、覆蓋率高、相變應力較小等優(yōu)點，但是感應加熱的溫度有限，同時制約了感應熔覆技術的發(fā)展。圖1(a)和(b)是常見的兩種激光復合感應熔覆技術的示意圖，將這兩種技術進行復合，取長補短，具有廣闊的工程應用價值。

圖1 激光復合感應熔覆技術原理示意圖[25]

為了降低激光熔覆對裂紋、氣孔的敏感度，F(xiàn)arahmand 和Kovacevic[18]采用感應加熱復合激光熔覆技術對Ni-60wt.% WC進行了研究，發(fā)現(xiàn)感應加熱的輔助可以提高WC的轉移效率。Bidron等[19]對感應預熱消除激光熔覆熱裂紋進行了研究，采用CM-247LC材料，通過感應加熱進行預熱，當預熱溫度在800～1 100 ℃時，可以有效防止激光熔覆熱裂現(xiàn)象。而隨著有限元方法與計算機技術的發(fā)展，研究人員[20-21]就感應加熱復合激光熔覆的數(shù)值模擬也做了相應研究，模擬結果和實驗結果均顯示了激光復合感應熔覆的有效性。

激光熔覆感應能量密度、激光參數(shù)、送粉率、送粉方式、加熱溫度、加熱時間等參數(shù)的選擇及其相互之間的配合對熔覆層質量會產(chǎn)生很大的影響。研究發(fā)現(xiàn)同步送粉激光復合感應熔覆相對單一激光熔覆，具有更高的熔覆效率和更優(yōu)的結合性能[22]。有研究報道，激光感應復合熔覆鎳基涂層的研究中，當感應能量密度達到36 J/mm2時，基體溫度約為600 ℃，熔覆層的裂紋可完全消失[23]。裂紋率會隨著感應加熱溫度的升高而下降，對于單晶鎳基高溫合金DD4，感應加熱溫度為1 200 ℃時，裂紋率會降至0.017 mm/mm2[24]。而對于銅表面熔覆金屬硅化物基涂層，當感應加熱溫度為750 ℃時，涂層有良好的成型質量，且完全消除了裂紋氣孔等缺陷[25]。由此也可以發(fā)現(xiàn)熔覆材料的感應加熱溫度存在很大的差距，試驗獲得的感應加熱溫度不具有普遍適用性。

在激光-感應復合熔覆WC-Ni60A涂層的研究中，其最大激光掃描速度和最大送粉量分別是2 200 mm/min和75.6 g/min，遠遠大于單純激光熔覆的最大掃描速度和最大送粉量，加工效率是單純激光熔覆的3倍多，而且WC顆粒在復合熔覆層內分布得十分均勻，涂層的稀釋率僅為5.2%，其耐磨性能約是激光熔覆層的1.42倍[26]。采用激光-感應復合熔覆方法，在黃銅基材表面制備Cu-Fe合金涂層，獲得表面較光滑、無氣孔與裂紋的Cu-Fe合金涂層，且涂層的平均顯微硬度相對于基材的提高約2.8倍[27]。

雖然大量的學者對激光復合感應熔覆技術進行了研究，并取得了可觀的成果，但該技術在以下兩方面還略顯不足：一是由于感應線圈會產(chǎn)生磁場，而磁場對熔池的流動也有影響，但這個問題在分析時卻鮮有研究者涉及；二是國內外有學者對激光復合感應熔覆技術做了數(shù)值模擬，但是模型大多忽略潛熱對熔覆的影響，而熔覆后熔池內的潛熱對后續(xù)的工藝必然有所影響。這兩方面的內容還需學者們運用力學、材料力學、傳熱學等學科的知識做更深入的研究與分析。

2.2 等離子復合感應熔覆技術

等離子噴涂熔覆后，結合強度較低，涂層容易脫落，針對這一問題，在等離子噴涂后，采用感應加熱設備對涂層進行重熔，可以使涂層與基體間形成良好的冶金結合。

早在1987年，申洪太[28]采用高頻感應加熱重熔等離子噴涂自熔性合金粉末涂層，顯著提高了涂層硬度，該技術操作簡便，涂層質量穩(wěn)定，較早探究了等離子復合感應熔覆技術并優(yōu)化了等離子噴涂技術。陶瓷材料具有較高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，但熔點較高，熔覆中易出現(xiàn)夾生，而且不易與基體實現(xiàn)冶金結合。王華仁[29]研究了等離子噴涂WC-Co-Ni涂層高頻感應加熱后處理的涂層性能，并取得了應用，結果表明：采用該技術可以提高涂層的附著強度和顯微硬度，抗磨粒磨損性能達到了硬質合金的性能。21世紀初期我國開始研究超音速等離子噴涂技術，該技術噴涂射速高、射流剛性大，具有材料不易被氧化、涂層孔隙率低、氧化率低等特點。近年來，研究人員采用超音速等離子-感應重熔復合技術，在45號鋼基體上，制備了性能優(yōu)良的高鋁青銅合金涂層[30-31]，其間做了大量的實驗研究，實驗表明采用復合熔覆技術，涂層的質量得到了明顯改善。

現(xiàn)階段，等離子復合熔覆技術，主要集中在等離子噴涂復合感應熔覆后的性能實驗研究，技術工藝相似度高，而隨著計算機技術的發(fā)展，為了減少試驗工作量，同時優(yōu)化熔覆工藝，越來越多的研究人員利用有限元軟件對熔覆過程進行數(shù)值模擬，而對于等離子復合熔覆技術，溫度場分布、感應重熔后的應力場分布以及感應重熔對元素擴散的影響等數(shù)值理論研究較少。

2.3 激光復合等離子熔覆技術

激光熔覆具有與等離子熔覆相似的原理，兩種熔覆技術均是采用高能束熱源，將性能良好的合金粉末與基體熔化，經(jīng)過冷凝結晶形成具有特殊優(yōu)良性能的表面涂層。目前，激光復合等離子熔覆技術主要有兩種應用方式：等離子熱噴涂激光重熔和激光等離子復合快速增材制造。

等離子噴涂后的涂層易脫落，激光重熔可以顯著提高基體與涂層的結合強度，極大延長工件的使用壽命。羥基磷灰石(HA)生物陶瓷涂層在骨科、牙科臨床上已經(jīng)取得了應用，但是該涂層與基體之間的結合強度較低嚴重影響了人工假體的使用壽命。Bao等[32]通過采用等離子噴涂激光重熔復合技術對涂層性能進行了研究，研究表明：使用該技術獲得的涂層，結合強度可以達到20.1 MPa，而且增強了生物活性，提高了涂層的結晶度。等離子噴涂金屬基陶瓷涂層技術已大量應用于工業(yè)生產(chǎn)中，但是涂層內聚強度低、空洞較多、基體結合界面非冶金結合，針對該問題，采用激光重熔等離子噴涂涂層，明顯改善了涂層組織，增強了涂層的耐磨性能[33]。

增材制造技術也稱為3D打印技術或者快速成形技術，具有成形周期短、成形形狀復雜、無需開發(fā)模具等優(yōu)點，具有傳統(tǒng)成形工藝無法比擬的優(yōu)勢，該技術一經(jīng)問世就引起了國內外學者的廣泛關注。金屬快速成形一般采用激光作為熱源，由于大功率激光器成本較高，而小功率激光器又不能滿足溫度要求。錢應平等[34]采用等離子激光復合技術，對高溫合金粉末快速成形進行了大量的實驗研究，為工業(yè)應用提供了技術支持。周佳楠[35]提出了“激光-等離子弧”復合熱源快速成形的工藝，構造了激光復合等離子增材制造的系統(tǒng)，設計了該系統(tǒng)的結構與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了金屬材料的快速成形。研究人員主要就工業(yè)應用進行了大量的實驗研究，然而激光作為一種高密度能量束，也會誘發(fā)等離子體，但目前很少見到關于激光復合等離子后兩種能量束之間相互耦合影響的機理報道。

3 輔助技術復合熔覆技術

3.1 電磁攪拌復合熔覆技術的應用及現(xiàn)狀

采用電磁攪拌來迫使流體流動，進而控制液態(tài)金屬凝固的過程，國外早于1961年就對該技術進行了報道。Langenberg 等[36]發(fā)現(xiàn)交流磁場可以顯著細化鋼錠的凝固組織，這引起了國內外學者對技術的興趣。國外對電磁攪拌技術細化晶?，F(xiàn)象做了大量的研究，Patchett 和Abbaschian[37]發(fā)現(xiàn)電磁攪拌使亞晶區(qū)銅枝晶破碎，從而提高了晶粒的細化程度。Nafisi等[38]研究了電磁攪拌過程中冷卻速度、過熱度等工藝參數(shù)對Al-Si-Fe化合物形貌和尺寸分布的影響，結果表明，熔體攪拌不僅改變了α-Al相的形貌，使其呈玫瑰狀或球狀，而且細化了共晶硅和鐵金屬間化合物。冶金技術的不斷發(fā)展，連鑄生產(chǎn)特殊鋼工藝得到了研究人員的極大關注，而電磁攪拌技術對于提高特殊鋼組織性能也扮演了重要角色[39]。

圖2是兩種電磁攪拌復合熔覆技術的示意圖，不管是磁場還是電-磁場復合攪拌，大量的研究表明[32-40]，在冶金及材料制備過程中，電磁場可以控制傳熱、傳質、流體流動及金屬凝固等物理化學變化，從而改善熔覆層的微觀組織，提高熔覆層的顯微硬度、表面平整性、抗腐蝕性、耐磨性等性能，而激光熔覆易于實現(xiàn)與其他技術的搭接，基于此，電磁攪拌技術已經(jīng)被大量應用于激光熔覆中。

圖2 電磁攪拌復合熔覆技術原理示意圖[43]

20世紀90年代，嚴珩志等人[41]較早利用電磁攪拌輔助激光熔覆，作用于鋁及其合金熔覆過程，發(fā)現(xiàn)增大電磁感應強度可明顯增強細化晶粒的效果。此后，研究人員為了改善激光熔覆層的內部組織性能以及提高熔覆層的綜合性能，提出一種直流電場、交變磁場共同耦合輔助激光熔覆技術，通過多能量場的耦合作用[42]，加強了熔池內部的攪拌效應，強化了熔池內的對流分布，改善了熔覆層的形貌和特性。王蕓鵬[43]探究了不同電-磁場參數(shù)對熔池的影響規(guī)律，結果表明：加入電磁攪拌后，磁場強度在30～70 mT范圍時，磁場強度越大，晶粒細化效果越好；同步轉速為200～600 r/min時，同步轉速越大，晶粒細化效果越好。電磁攪拌大大改善了熔覆層的質量，考慮到激光熔覆凝固過程的快速性，熔池內的電磁力作用效果較短，因此提高電磁力在熔覆過程中的作用效果會成為今后研究的重點之一。

電磁攪拌在感應熔覆、等離子熔覆中也有應用，但與激光熔覆相比，應用較少。Xiong等[44]將電磁攪拌技術應用到感應熔覆過程中，研究表明與傳統(tǒng)的制造技術相比，采用該工藝后，有利于元素的擴散與冶金結合的實現(xiàn)，組織明顯得到細化，力學性能得到改善，但是其僅研究了電磁攪拌對熔覆層的影響，電磁場與感應熱源相互作用的耦合影響以及對熔池的作用機理研究較少。為了改善等離子熔覆的涂層質量，Li等人[45]采用電磁攪拌技術，研究了磁場對等離子熔覆的涂層組織、摩擦性能以及沖蝕磨損性能的影響，結果表明，在磁場的作用下，在縱向磁場和橫向磁場方向分別分布著取向相同的樹枝晶和細小的等軸晶。薄壁零件的微束等離子焊接過程中，熔池的液態(tài)金屬受重力會向下流淌，造成成形缺陷，針對該問題Liu 等人[46]采用電磁力控制熔池技術，有效抑制了熔覆層的下垂。

由于熔覆過程伴隨著高溫工況，電磁輔助設備對高溫應具有一定的耐性，因此普遍采用的電磁設備都需要與高溫區(qū)保持一段的距離，而電磁力作用于熔池的效果對距離有較大的敏感性，所以電磁設備在高溫環(huán)境下的作用方式仍需改進。

3.2 微鍛造復合熔覆技術的應用及現(xiàn)狀

微鍛造技術結合熔覆技術是近年來發(fā)展起來的新工藝，采用高頻微鍛造技術，粗大的晶粒會被鍛碎，進而晶粒得到細化，涂層的致密度也得到了提高。熔覆后的殘余應力通過錘擊得到了釋放，可有效降低殘余應力，減少裂紋、氣孔等涂層缺陷。微軋制作為復合技術的一種新工藝，類似于高頻微鍛造技術，熔覆層經(jīng)過滾壓后，涂層的致密度也會得到提高。如圖3(a)所示，激光熔覆后用鍛頭對熔覆層進行錘打，其中鍛頭根據(jù)動力源的不同，可分為機械式、超聲振動式和電磁式振動沖擊器；如圖3(b)所示，在熔覆后，使用滾子對熔覆層進行滾壓。

圖3 微鍛造復合激光熔覆原理示意圖[49,51]

近年來，眾多學者對激光熔覆層進行了高頻微鍛造處理，處理后的表面組織得到了細化，進而提高了顯微硬度，耐腐蝕性也得到了提高，但并未影響相組成[47]。吳貞號與呂超[48-49]采用連續(xù)點式鍛壓激光快速成形工藝修復鈦合金構件，零件的顯微硬度、抗拉強度及延伸率等性能得到了改善，充分顯示了該技術的有效性與可行性。高頻微鍛造技術影響熔覆性能的機理，可以被稱為晶粒擊碎效應，通過對熔覆層的高頻微錘擊，熔覆層的晶粒在長大過程中受錘鍛被擊碎，打碎了熔體中的初生枝晶，使得粗大的晶粒得到了細化。

大多數(shù)學者只注重研究新工藝對熔覆層的作用效果以及影響規(guī)律，較少關注熔覆層的各向異性。有研究表明，微鍛造后晶粒細化為等軸晶，成形件水平方向上塑性顯著提升，各向異性小于10%[50]。激光熔覆過程中，由于加熱和冷卻速度快，因此殘余應力也較大，引入高頻微鍛造理論上可以釋放一部分殘余應力，但該方面的研究還鮮有報道。

微軋制與高頻微鍛造具有相似性，通過采用外力對熔覆層進行擠壓，實現(xiàn)熔覆涂層的強化。Zhang等[51]采用微軋制復合堆焊技術，成功制造了飛機的碳鋼零件，而且獲得了縱橫交錯的細小晶粒。由于軋制給熔覆層施加了壓應力，勢必會增加熔覆層的殘余應力，一定程度上會增加微裂紋的形成概率，但該研究并未對殘余應力進行探究。

目前，微鍛造技術與微軋制技術主要與激光熔覆進行復合，將這兩種技術與等離子熔覆、感應熔覆或者其他熔覆技術復合的研究相對較少。微軋制技術具有結構簡單，實現(xiàn)容易的特點，微軋制復合激光快速成形或者其他熔覆技術同樣具有重要意義。

3.3 振動復合熔覆技術的應用及現(xiàn)狀

振動和高頻微鍛造有著相似的效果，也可以實現(xiàn)細化涂層晶粒，減小甚至消除殘余應力，進而提高涂層綜合性能的作用。振動復合熔覆技術，可以分為機械振動[52]與超聲振動[53-65]，由于超聲波的振動頻率高，效果好，因此超聲波技術近年來取得了廣泛的應用。超聲波技術的快速發(fā)展，對振動復合熔覆技術的應用也起到了積極的推動作用。研究發(fā)現(xiàn)[53]，多個加工、生產(chǎn)領域引入超聲振動后都已起到了積極有效的作用。

早在20世紀50年代，俄羅斯和日本的專家[54]就將超聲振動引入到鑄造工藝中，加入超聲振動后鑄造的產(chǎn)品有著更好的致密度，而且減少了氣孔等缺陷。自此，各國的研究者開始將其引入到液態(tài)金屬成形中。但是，早期由于大功率超聲波發(fā)生器的研制較為緩慢，限制了超聲波技術的應用。到了20世紀60年代，美國Etrema Products公司設計了25 kW的超聲源，給該技術帶來了新的機遇[55-56]。

利用超聲振動對合金熔體的空化效應、聲流效應、諧振效應以及熱效應，可以促進熔體中氣泡的逸出，加速溶質元素的擴散，打碎粗大的晶粒，實現(xiàn)晶粒的細化。沈言錦等[57]分析了超聲功率對WC激光熔覆涂層顯微組織尺寸的影響，發(fā)現(xiàn)當超聲功率在1 000 W以下時，隨著功率的升高涂層細化能力也隨之升高，但是當功率超過1 000 W時，隨著超聲功率的提高，細化能力提升緩慢。高國富等[58]通過在待修復基體上施加超聲振動，發(fā)現(xiàn)超聲波降低了原子的激活能，液態(tài)原子更容易向固態(tài)跳躍，使得成核更加容易，增加了晶粒的形核率；而且超聲振動增大了凝固的過冷度，有利于晶粒的細化。不管是機械振動還是超聲振動，大量的研究表明：在一定范圍內，超聲功率越大、振動作用時間越長，超聲振動對涂層的組織性能影響越大，不管激光熔覆技術還是堆焊技術，液態(tài)金屬在加入超聲振動后，熔覆層的成形質量得到顯著提升，晶粒明顯細化，平均顯微硬度以及表面粗糙度等性能都得到了提高。

隨著研究的不斷深入，超聲振動復合技術的機理已經(jīng)基本確定，涂層性能質量的提升主要是由于超聲振動的空化效應、聲流效應以及諧振效應。由于激光熔覆具有控制容易、成形方便的優(yōu)點，易于搭配其他復合技術，因此振動技術大多與激光熔覆進行復合，目前尚未見報道關于超聲振動復合等離子熔覆與感應熔覆的研究，然而基于超聲振動對熔池的影響規(guī)律，其有望應用于其他熔覆技術中。

4 結論與展望

熔覆技術經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了廣泛的應用，為了提高熔覆層的性能，國內外的學者對復合熔覆技術進行了大量的探索與研究，發(fā)現(xiàn)采用單一的熔覆技術，涂層易產(chǎn)生缺陷，影響零件的使用性能，而熱源的復合有易于實現(xiàn)難熔材料的熔覆，有利于降低整體熔覆成本，提高性價比；同時，采用激光或者感應加熱作為熱源，對熔覆層進行重熔可以解決熱噴涂過程中涂層與基體間的結合強度較低，涂層易脫落的技術問題。通過引入電磁攪拌、高頻微鍛造、振動等方式，與熔覆技術復合，可以改變涂層晶粒的生長方式，細化晶粒，顯著改善材料的微觀組織，實現(xiàn)無裂紋、氣孔等缺陷涂層的制備，提高熔覆層的綜合性能，進而提高零件的耐磨、耐腐蝕、抗疲勞等性能。隨著納米材料等新技術的引入，未來的熔覆技術可從以下幾個方面加深研究。

1)涂層材料對熔覆層性能與質量有著重要影響，從材料體系出發(fā)，探究高性能、高質量的涂層材料仍然是研究的重點。

2)熔覆后的涂層材料表面粗糙度較高，特別是采用冷涂法的熔覆技術，給后續(xù)加工增加了難度，引入新的材料與復合技術來減少熔覆層的后續(xù)加工具有重要意義。

3)目前的研究大多集中于復合技術對熔覆層的影響，各復合技術工藝具有高度的相似性，對于復合技術對熔池的作用機理、熱源耦合機理以及對熔池理論模型的研究較少，這些將不利于新技術、新工藝的推廣應用。

4)計算仿真軟件的快速發(fā)展，實現(xiàn)了復雜多物理場耦合模型的仿真模擬，復合熔覆技術作為一種有效可行的熔覆技術，為實現(xiàn)高性能零件的制備提供了技術支撐，但復合技術的理論模型研究較少，建立數(shù)值模型，結合計算機仿真軟件，預測溫度場、應力場、溶質元素分布具有重要的研究價值。