半導(dǎo)體激光-TIG電弧復(fù)合熱源表面熔覆工藝及性能研究.pdf

1、在抽油泵、礦山支架、核閥、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等高附加值工件表面對(duì)于表面熔覆方法的要求越來(lái)越高。特殊性能的高附加值工件表面工作環(huán)境苛刻，對(duì)質(zhì)量和性能要求高，需要達(dá)到冶金結(jié)合，主要采用堆焊熱源；激光、等離子弧、TIG都是常用的堆焊熱源，但單一熱源具有熱源特性調(diào)控范圍窄、熔覆效率低、稀釋率大、裂紋傾向明顯等問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題提出一種矩形大光斑半導(dǎo)體激光-TIG電弧復(fù)合熱源表面熔覆方法。
　　首先，建立激光-TIG電弧復(fù)合熱源熔覆實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

2、原型，分析了激光-TIG電弧復(fù)合熱源特性，以Q235鋼為基體材料，采用預(yù)置粉末法進(jìn)行單TIG熱源、大光斑半導(dǎo)體激光熱源、激光-TIG電弧復(fù)合熱源表面熔覆Ni60A合金粉末單道熔覆試驗(yàn)；分析了不同熱源工藝參數(shù)(激光功率、掃描速度、離焦量、TIG電流)對(duì)單道熔覆層宏觀形貌、熔寬、熔高、稀釋率、高寬比、浸潤(rùn)角等成形特征參數(shù)的影響。
　　其次，根據(jù)不同熱源模式的作用和單層單道熔覆層橫截面的形貌特征，將單道熔覆層成形分成了六種模式。通過(guò)對(duì)不

3、同熱源模式、母材和粉末熔化、傳熱與成形特征關(guān)系的分析，揭示了六種熔覆層成形模式的形成機(jī)理。對(duì)比不同外加熱源的作用，可知激光-TIG電弧復(fù)合熱源可以增大獲得理想熔覆層的工藝范圍。
　　最后，分析不同熱源表面熔覆方法的工藝參數(shù)與熔覆層質(zhì)量?jī)烧唛g的聯(lián)系：采用掃描電鏡、XRD、EDS(能譜分析)、顯微硬度計(jì)等檢測(cè)手段分析單激光、單TIG、半導(dǎo)體激光-TIG電弧復(fù)合不同熱源參數(shù)對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響。結(jié)合不同熱源表面熔覆方法的工藝參數(shù)、熔覆層性