Materiały do napawania laserowego należy dobierać zgodnie z warunkami dopasowania między wymaganiami eksploatacyjnymi a matrycą okładziny.
W określonym środowisku pracy istnieje optymalny stop powłokowy dla określonego podłoża. W chwili obecnej kluczową kwestią w technologii napawania laserowego stało się dobre dopasowanie materiału powłokowego.
Przy projektowaniu i doborze materiałów do napawania laserowego uwzględniane są głównie następujące aspekty:
01. Współczynnik rozszerzalności liniowej jest podobny. Jedną z ważnych przyczyn pęknięć w warstwie napawania laserowego jest różnica współczynnika rozszerzalności liniowej między materiałem okładziny a metalem podstawowym. Dlatego przy wyborze materiału okładzinowego należy w pierwszej kolejności uwzględnić dopasowanie współczynnika rozszerzalności liniowej między warstwą okładziny a podłożem. Współczynnik rozszerzalności liniowej warstwy okładziny i podłoża jest dobrze dopasowany, co może poprawić siłę wiązania, odporność na drgania termiczne, inicjację pęknięć i zdolność propagacji. Jeśli współczynnik rozszerzalności liniowej tych dwóch jest zbyt różny, warstwa okładziny jest łatwa do pęknięcia, pęknięcia, a nawet zerwania podczas napawania laserowego.
02. Dopasowanie temperatury topnienia: do napawania laserowego należy stosować materiał powłokowy o odpowiedniej temperaturze topnienia w stosunku do podłoża. Oznacza to, że temperatura topnienia metalu nieszlachetnego materiału okładzinowego nie powinna być zbyt różna, w przeciwnym razie trudno będzie uformować warstwę okładziny z dobrym wiązaniem metalurgicznym i stopniem rozcieńczenia z podłożem, jakość okładziny zostanie znacznie obniżona, i nie można uzyskać dobrego połączenia metalurgicznego. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli temperatura topnienia materiału plateru laserowego jest zbyt wysoka, a temperatura topnienia materiału plateru laserowego jest niższa podczas ogrzewania, szorstkość powierzchni powłoki będzie wysoka lub stopień rozcieńczenia warstwy okładziny zostanie zwiększony z powodu nadmiernego topnienia powierzchni podłoża, a warstwa okładziny będzie poważnie zanieczyszczona; jeśli temperatura topnienia materiału okładziny jest zbyt niska, w warstwie okładziny powstanie wgłębienie i wtrącenie z powodu nadmiernego topnienia materiału okładzinowego lub powierzchnia metalu podstawowego nie jest trudna do utworzenia dobrego połączenia metalurgicznego między warstwą okładziny a podłoże ze względu na dobre topnienie. Dlatego w przypadku napawania laserowego na ogół wybiera się materiały okładzinowe o temperaturze topnienia podobnej do metalu podstawowego.
03. Zwilżalność materiału okładziny do podłoża powinna uwzględniać nie tylko właściwości termofizyczne materiału okładzinowego, ale także jego płynność i stabilność chemiczną podczas szybkiego nagrzewania laserowego, zwilżalność między utwardzonymi cząstkami fazy a metalem fazy spajającej, oraz charakterystyka przemiany fazowej w wysokiej temperaturze i szybkim chłodzeniu. Zwilżalność jest również ważnym czynnikiem w procesie napawania. W szczególności, aby uzyskać zadowalającą powłokę cermetalową, konieczne jest zapewnienie dobrej zwilżalności fazy metalicznej i ceramiki. Zwilżalność jest ściśle związana z napięciem powierzchniowym materiałów. Im mniejsze jest napięcie powierzchniowe, tym lepsza jest płynność cieczy i tym łatwiej jest równomiernie rozprowadzić płyn okładzinowy na powierzchni metalowej osnowy. Oznacza to, że materiał o dobrej zwilżalności może uzyskać warstwę okładziny o dobrym kształcie powierzchni w procesie napawania laserowego. Omówiono napięcie powierzchniowe materiałów sypkich oraz zmniejszenie energii rozdziału faz ciało stałe-ciecz.
