針對(duì)腐蝕和磨損的激光堆焊修復(fù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、工業(yè)大型設(shè)備長(zhǎng)期以來(lái)由于生產(chǎn)負(fù)荷的增加、環(huán)境差等因素的影響，其表面磨損、腐蝕等問(wèn)題一直是生產(chǎn)中的嚴(yán)重隱患。表面堆焊作為材料表面改性的一種經(jīng)濟(jì)而快速的工藝方法，廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門零件的制造修復(fù)中。現(xiàn)有的堆焊方法包括電弧堆焊、等離子堆焊、激光堆焊。其中激光堆焊可以獲得高性能（如耐磨性、耐腐蝕性能、抗氧化性能、熱障性能、抗氣蝕和沖蝕磨損等）的合金堆焊層，在工業(yè)應(yīng)用上展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。近十來(lái)年激光堆焊在材料表面處理方面倍受關(guān)注，激光堆

2、焊技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)易損件修復(fù)，關(guān)鍵部件的強(qiáng)化等應(yīng)用方面取得了一定的成果。 采用有限元方法建立了參數(shù)化激光堆焊數(shù)值模型，研究了激光堆焊過(guò)程的溫度場(chǎng)和溫度梯度的變化。通過(guò)對(duì)堆焊層不同深度位置的溫度梯度分析，驗(yàn)證了熔覆層不同深度位置結(jié)晶方向不同，并運(yùn)用金相組織觀察方法驗(yàn)證了該數(shù)值模型。還研究了工藝參數(shù)隊(duì)溫度梯度的影響，從而確定工藝與堆焊層組織的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)數(shù)值模擬確定工藝參數(shù)的可能。在模擬溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上通過(guò)ANSYS軟件的熱－力耦合

3、分析，模擬出堆焊過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)分布。研究了某一時(shí)刻的應(yīng)力場(chǎng)分布情況，通過(guò)對(duì)應(yīng)力和應(yīng)變的分析，驗(yàn)證了堆焊層裂紋的分布方向，以及易產(chǎn)生裂紋的區(qū)域，為預(yù)防堆焊層裂紋的產(chǎn)生提供了理論基礎(chǔ)。 采用基于模擬仿真得到的工藝參數(shù)，在16Mn鋼上激光堆焊Fe-Ni基材料。同時(shí)，采用手工電弧堆焊1Cr13焊絲，等離子堆焊Fe-Ni基材料，對(duì)上述三種堆焊修復(fù)方法進(jìn)行磨損，腐蝕實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了激光堆焊Fe-Ni基材料的抗腐蝕和抗磨損性能均優(yōu)于其他二