اختراع حاضر يك فرآيند لايه نشاني مي باشد. تعمير قطعات فلزي با روش هاي معمول جوشكاري با مشكلاتي از جمله ايجاد ناحيه تحت تأثير حرارت بزرگ و ايجاد ترك روبرو است. همچنين ايجاد كامپوزيتهاي فلزي تقويت شده با ذرات سخت به علت تفاوت قابل توجه دماي ذوب ذرات سراميكي با زمينه فلزي سبب ايجاد ترك در فصل مشترك ذرات و زمينه و چقرمگي پايين مي شود. در روش پيشنهادي با استفاده از پرتو ليزر و پودر عناصر و يا آلياژهاي دلخواه مي توان به طور موضعي قطعات فلزي آسيب ديده را تعمير نمود. ضمن اين كه امكان ايجاد آلياژها و كامپوزيتهاي مختلف زمينه فلزي به صورت در جا و با استفاده از پودر عناصر خالص فراهم مي آيد. در اين روش دو مرحله اي ابتدا مواد اوليه ي آلياژ يا كامپوزيت مورد نظر به شكل پودر عنصري و يا آلياژي بر روي سطوح فلزي قطعات نيازمند تعمير و بهبود خواص سطحي قرارداده مي شود. به همين منظور پودر دو يا چند عنصر و يا آلياژ با نسبت هاي مشخص براي دستيابي به تركيب شيميايي مورد نظر به صورت مكانيكي به خوبي مخلوط شده و با استفاده از مقدار اندكي چسب به شكل خمير درمي آيد. اين خمير با ضخامت دلخواه، كه بستگي به توان ليزر مورد استفاده دارد، بر روي سطح قرار داده مي شود. علت استفاده از چسبي معدني و يا پليمري جلوگيري از پراكنده شدن پودر در اثر جريان گاز محافظ در طول فرايند تابش ليزر و حفظ ذرات پودر در بستر پيش نشانده مي باشد. در مرحله دوم پس از خشك شدن خمير، سطح قطعه بوسيله ليزر روبش مي شود. تابش پرتو ليزر بر روي بستر پودر سبب ذوب پودر و زيرلايه و انجام واكنش درجا شده و پوششي با پيوند فلزي روي سطح قطعه ايجاد مي شود. كاربرد اصلي اين اختراع در ايجاد پوشش هاي آلياژي و كامپوزيتي با خواص بهبود يافته نسبت به زيرلايه مي باشد. ضمن اين كه ايجاد آلياژهاي جديد از پودر عناصر خالص با اين روش امكان پذير است.

يكي از مهمترين كاربردهاي فولاديي كه خواص ضد سايشي عالي و استحكام بالا دارند، ساخت ساچمه و محورهايي است كه در سانتريفيوژهاي غني سازي اورانيوم مورد استفاده قرار مي گيرند. فولاد كروم دار پركربن ۵٢١٠٠ ‏از جمله پركاربردترين اين فولادهاست. هم اكنون اتصال اين قطعات ظريف و بسيار حساس به ترك گرم، از طريق فرآيند پرهزينه جوشكاري پرتو الكتروني ( EBW ‏) صورت مي گيرد. از معايب فرآيند جوشكاري پرتو الكتروني گران بودن اين فرآيند به دليل لزوم انجام جوشكاري در محيط خلا و محدوديت ابعاد نمونه ها است. مزيت جوشكاري ليزري اين است كه به محيط خلا احتياج ندارد. با وجود اين در جوشكاري ليزري اين فولاد مشكل پديد آمدن ترك هاي گرم متعدد در حوضچه جوش وجود دارد. ادعاي اين اختراع، طراحي فرآيند جديدي است كه در آن با استفاده از پيش سرد در نيتروژن مايع ( ٩۴ 1 ‏- درجه سانتيگراد) و همچنين با افزايش سرعت جوشكاري تا mm/s ‏67/6 مجموع طول ترك در واحد سطح مقاطع طولي نمونه هاي جوشكاري ليزري شده. بطور چشمگيري كاهش مي يابد.

اتصال لب به لب ورقهاي فورادي با دو ضخامت مختلف از جذابيتهاي بالايي براي صنايع مختلف به ويژه صنايع خودروسازي برخوردار است. حفظ قدرت و استحكام بالاي بدنه همزمان با وزن كمتر و هزينه پايين تر مواد اليه، سازندگان وسايل نقليه مختلف را به استفاده از اين نوع اتصالات ترغيب مي كند. با استفاده از نتايج تخصصي مهندسي مكانيك. مكانهاي تمركز تنش در وجوه و قطعات مختلف بدنه مشخص مي شود. سپس به ابعاد مناسب و عمدتا به شكل دايره مكان مورد نظر از قطعه اصلي كه داراي ضخامت پايينتر است بريده شده و به هما اندازه و شكل از ورق ضخامت بالاتر در آن ناحيه جوشكاري مي گردد. چون ضخامتها پايين است و حفظ زيبايي بدنه ضروري است لذا استفاده از روشهاي رايج جوشكاري نظير تيگ و ميگ براي اتصال مناسب نبوده از شيوه جوشكاري ليزري عمدتا در اين اتصالات استفاده مي گردد. استفاده از روش جوشكاري ليزري باعث ورود گرماي كمتري به فلز جوش و نواحي مجاور آن مي گردد. دقت و سرعت جوشكاري افزايش بسيار قابل توجهي داشته مراحل بعد از جوشكاري نظير سنگ زدن و پرداخت كاري حذف مي گردد.

عموما به دليل ملاحضات اقتصادي استفاده از فلزات با ويژگي هاي خاص در كل قطعه با وسيله به صرفه نيست. طراحي براساس فلزهاي غير همجنس فوائيد اقتصادي و فني بيشتري نسبت به حالتي كه اين طراحي براساس يك جنس باشد را داراست. توليد قطعات غير همجنس كه با استفاده از ليزر پالسي Nd:YAG انجام شد مي تواند جايگزين مناسبي براي سازه هايي باشد كه در آنها سبكي وزن پارامتر مهمي است. به عنوان مثال از آنجائيكه فولاد تشكيل دهنده 50٪ از بدنه خودرو مي باشد اختراع حاضر مي تواند جايگزين مناسبي براي قطعات سنگين اتومبيل باشد. فلزاتي كه براي توليد اين قطعه جديد مورد استفاده قرار گرفتند عبارتند از فولاد كربني ساده 0.8mm)st14 = ضخامت) با تركيب c=0.08 و Mn=0.4 و الومينيوم 2mm)5754 = ضخامت) با تركيب Mg=3.006 و 0.04> cu و 0.25>Mn و 0.37>Fe و 0.14>Ti از آنجا كه درتوليد قطعه غير همجنس آلومينيوم - فولاد امكان تشكيل تركيبات بين فلزي مضر وجود دارد تعيين پارامترهاي بهينه براي اين اتصال مهم است. با استفاده از اين پارامترهاي بهينه امكان توليد قطعه اي با حداقل ميزان تركيبات بين فلزي وجود دارد. با انجام 3 سري آزمايش تغيير قله توان در انرژي پالس ثابت - تغيير عرض پالس در قله توان ثابت - تغيير سرعت جوشكاري در قله توان و عرض پالس ثابت پارامترهاي بهينه تعيين شدند. در هر مرحله درصد تركيبات بين فلزي تعيين شدند و در نهايت قطعه نهايي كه داراي كمترين درصد تركيبات بين فلزي بيشترين عمق نفوذ و كمترين مقدار فاز از دست رفته در حين جوشكاري بود به عنوان قطعه اي سالم تسخيص داده شد. قطعه توليد شده به اين روش داراي كمترين ميزان تركيبات بين فلزي است و از نظر ميكروسكوپي نيز داراي عيوبي مثل تخلخل پاشش درصد بالاي تركيبات بين فلزي مضر و عدم نفوذ نمي باشد و مي تواند جايگزين مناسبي براي قطعاتي باشد كه بطور كامل از فولاد استفاده شده است.

تركيدگي ذوب شدگي مشكلي جدي در جوشكاري آلياژهاي مختلف بويژه سوپر آلياژهاي پايه نيكلي رسوب سخت مي باشد. روشهاي مختلف ارائه شده براي كنترل اين نوع تركيدگي از موفقيت چنداني برخوردار نمي باشند. در اين نوشتار روش جديدي براي حذف كامل اين تركيدگي در سوپر آلياژ پركاربرد IN738ارايه شده است. اين روش جديد شامل بهبود ميكرو ساختاري سطح به كمك فرايند همزن اصطكاكي و پس از آن استفاده از روش جوشكاري ليزري در حالت رسانشي مي باشد. طبق بررسيهاي انجام گرفته تركيدگي ذوب شدگي به كمك اين روش به صورت كامل حذف مي گردد.

فولاد ساده كربني كاربردهاي زيادي را در صنعت به خود اختصاص داده است. با اين حال مشكل اصلي اين فولادها مقاومت به سايش پايين آن ها مي باشد. ايلمنايت با فرمول شيمايي FeTiO3 پتانسيل بالايي براي توليد پوشش كامپوزيتي Fe-TiC دارد. ايلمنايت ماده اي معدني مي باشد كه نسبت به كاربيد تيتانيم خالص و تيتانيم خالص بسيار ارزان قيمت تر مي باشد. ايلمنايت در دماهاي بالا 1300 درجه سانتيگراد تجزيه شده و در حضور كربن طبق معادله(1) به آهن و كاربيد تيتانيم تبديل مي شود. البته در اين دما، اين واكنش كند مي باشد. از آنجايي كه در فرايند پوشش دهي ليزري دما تا نزديك به 3500 درجه سانتيگراد افزايش مي يابد، تجزيه ايلمنايت و واكنش آن با كربن به سرعت انجام مي گيرد. فرايند پوشش دهي ليزري به دليل قابيلت اتوماسيون بالا، قابليت كنترل حرارت، كاهش زمان انجام عمليات پوشش دهي و تميز بودن فرايند نسبت به روش هاي ديگر قادر به ايجاد پوشش هايي با كيفيت بهتر بر روي سطوح مي باشد. براي ايجاد پوشش كامپوزيتي Fe-TiC بر روي سطح فولاد ساده كربني ابتدا مخلوط پودري ايلمنايت و گرافيت را آسياب كرده و پس پيش نشاني آن بر روي سطح قطعه كار عمليات ليزري بر روي سطح انجام شد. با برخورد پرتو ليزر به سطح پوشش پيش نشاني شده، عمليات ذوب و سنتز انجام مي شود. با حركت پرتو ليزر در طول و عرض قطعه كار پوشش يكنواخت Fe-TiC بر روي سطح تشكيل مي شود. اين پوشش سختي سطح را تا 1600 ويكرز افزايش مي دهد. و بنابراين مقاومت به سايش سطح به شدت افزايش مي يابد. بنابراين با استفاده از پودر ايلمنايت كه ماده اي معدني و ارزان قيمت مي باشد مي توان پوششي با كيفيت و سختي بالا به و سيله ي فرايند پوشش دهي ليزري بر روي سطوح ايجاد كرد.