激光熔覆工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、激光熔覆的試驗(yàn)研究始于20世紀(jì)70年代，通過(guò)三十多年的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，在工業(yè)生產(chǎn)中正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，然而要大范圍地生產(chǎn)應(yīng)用還存在一些問(wèn)題。 激光熔覆中最棘手的問(wèn)題是熔覆層的開(kāi)裂。在選定基體材料和熔覆材料的基礎(chǔ)上，一般可通過(guò)優(yōu)化工藝方法和工藝參數(shù)來(lái)盡可能減少熔覆層的開(kāi)裂。本文提出了單向送粉雙向掃描激光熔覆工藝，通過(guò)選擇合適的激光工藝參數(shù)，進(jìn)行單道和多道熔覆試驗(yàn)，得到了無(wú)裂紋的熔覆層，為解決開(kāi)裂難題提供了一種

2、簡(jiǎn)便可靠的方法。 多道搭接熔覆中，表面平整度的改善也是急于解決的問(wèn)題。選擇不同的搭接系數(shù)，對(duì)熔覆層的表面平整度有很大的影響，并直接決定后期加工量的大小。本文介紹了搭接系數(shù)的理論推導(dǎo)并通過(guò)選擇不同的搭接系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)搭接系數(shù)為0.4時(shí)，熔覆層的最大厚度差最小，搭接處的粗糙度最小，表面平整度最好，從而為多道搭接熔覆工藝參數(shù)的確定提供了依據(jù)。 多道熔覆層的金相組織分析表明，金相組織為化合物、合金馬氏體和殘余奧氏體，頂部馬氏

3、體呈針狀，因而熔覆層具有較高的硬度，熔覆層和基體為冶金結(jié)合，熔覆層內(nèi)無(wú)裂紋和氣孔，層與層之間結(jié)合緊密，也為冶金結(jié)合，這進(jìn)一步證實(shí)熔覆質(zhì)量良好。 熔覆層的幾何形貌除了受熔覆材料和基體的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、密度和比熱等物理參數(shù)、相互之間的化學(xué)匹配性制約之外，主要取決于激光功率、光斑形狀和尺寸、光束輸出模式、掃描速度和送粉速率。本文通過(guò)調(diào)整激光功率、掃描速度和送粉速率，研究了激光工藝參數(shù)對(duì)熔覆層厚度和寬度的影響。試驗(yàn)表明：增大激光功率、送

4、粉速率或者減小掃描速度，可以使熔覆層厚度變深；增大激光功率、減小送粉速率，可以使熔覆層寬度變大。 在實(shí)際應(yīng)用中，一般根據(jù)給定的熔覆層厚度，選取相應(yīng)的激光 藝參數(shù)。工藝參數(shù)的選取需要有一定的理論或經(jīng)驗(yàn)依據(jù)。本文根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了熔覆層厚度和掃描速度以及送粉速率之間的曲線擬合和回歸分析，得到了理想的擬合公式，并結(jié)合試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，獲得了工藝參數(shù)的選取依據(jù)，對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。 激光熔覆工藝基礎(chǔ)研究 激光