R=D/W×100%
称为搭接率，R表示相邻熔覆道间的搭接程度。图1 中d被称为步进，也就是每熔覆一道前进的距离。如果使用步进d，搭接率可表示
R=(W-d)/W×100%
从上式可以看出，步距越小，搭接率越大，也就是相邻熔道的重叠量越大。
图1 熔道搭接示意图 若使用矩形光斑，搭接率一般小于50%，搭接率太大会影响熔覆效率。如果搭接率为50%，理论上可以避免涂层的搭接起伏。如果搭接率小于50%，相邻熔道之间搭接肯定会引起涂层厚度的波动。假设激光熔覆单道熔覆层厚度为1mm，那么涂层最薄处厚度为1mm，最厚处理论上约为2mm(实际会小一些)，因此长矩形光斑理论上无法实现熔覆涂层较高的平整度。 要实现较高的平整度，必须采用3-5mm的圆光斑。使用3-5mm圆光斑制备熔覆涂层，其过程与矩形光斑的工作原理截然不同。矩形光斑是通过单层(最多2层)达到需要的熔覆厚度，而3-5mm圆光斑的熔覆厚度是通过多层叠加实现的。假设熔覆光斑为5mm，步进为1mm(搭接率为80%)，假设最终涂层的厚度为1mm，这个1mm的涂层实际上是由5层厚度为0.2毫米熔道叠加而成的。这是小圆光斑激光熔覆与矩形光斑激光熔覆的重大差别。通过3-5mm圆光斑激光熔覆可以实现较高的平整度(10微米以下)。图2为中科中美3-5mm圆光斑高速激光熔覆涂层平整度的检测结果，平整度达到Ra5-6um。
图2 高速激光熔覆层平整度检测 通过以上分析可以得出如下结论：熔覆光斑形状尺寸决定着熔覆涂层的制备过程。3-5mm圆光斑的熔覆过程搭接率较高，通过多层熔覆层叠加达到需要的熔覆厚度，这是实现较高平整度涂层的最佳方式。
来源：中科中美高速激光熔覆
