激光熔覆再制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其影響因素

時間：2022-12-09作者：西安國盛激光科技有限公司瀏覽：98

一、工藝參數(shù)影響的研究

熔覆過程直接決定了再制造成形質(zhì)量，是激光熔覆技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的**因素。結(jié)合激光熔覆再制造在礦山液壓支架立柱中的應(yīng)用經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)再制造成品的質(zhì)量控制一般涉及熔覆表面的宏觀質(zhì)量(無裂紋、砂眼等缺陷)、成形厚度、表面硬度分布等。影響激光熔覆成形質(zhì)量的幾個關(guān)鍵參數(shù)是激光功率、焦距、掃描線速度、重疊率和送粉率，其中重疊率與步距設(shè)置有關(guān)，送粉率與熔覆厚度直接相關(guān)，熔覆的有效熱輸入是這些參數(shù)綜合的結(jié)果。

自激光熔覆技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用以來，研究人員對各種參數(shù)對性能和機理的影響做了大量的研究，可以全面涵蓋激光熔覆技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵影響因素和機理。通過分析國內(nèi)外激光熔覆技術(shù)的研究現(xiàn)狀，指出熔覆參數(shù)的類型包括工藝參數(shù)、工藝參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)。




按照這種分類方法，激光熔覆的再制造參數(shù)可以從激光光源、機床、待熔覆零件基體、粉末和送粉系統(tǒng)等方面細(xì)分為:

1、激光功率、焦距(光源)和光斑規(guī)格。

2、機床精度、轉(zhuǎn)速、熔覆的步進控制(機床)。

3、零件的形狀、尺寸和材料特性(零件矩陣)。

4、粉末成分、功能和物理性質(zhì)(粒度分布、流動性、堆積密度、氧含量)。

5、送粉率。

6、保護氣流大小。

這些參數(shù)的配合效果首先直接關(guān)系到熔覆產(chǎn)品的質(zhì)量，熔覆層較直觀的宏觀表征如氣孔、砂眼、裂紋，其次是熔覆尺寸、可測量的表面硬度、粗糙度和機械加工后的耐蝕性，以及稀釋率、結(jié)合狀況、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和缺陷、截面硬度、熱影響區(qū)大小等。通過取樣包覆層。

技術(shù)人員以材料類型、熔覆功率和熔覆掃描速度為影響因素進行正交試驗，研究對結(jié)合強度的影響。發(fā)現(xiàn)：

1、合金粉的種類對結(jié)合強度的影響較大

2、掃描速度，較小的是激光輸出功率

45鋼基體表面的激光熔覆層與基體的結(jié)合強度大于基體的應(yīng)力強度。鎳基熔覆層的剪切強度是母材的2到3倍，鐵基熔覆層的剪切強度是母材的5倍以上。使用不同能量密度的高功率激光進行熔覆試驗，并通過中性鹽霧試驗檢驗其耐蝕性。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，能量密度越高，熔覆層微觀組織差異越大，耐蝕性越差。不同功率密度下，熔覆層中Cr的平均含量無明顯差異，但隨著激光熔覆能量密度的增加，Cr的分布變得較加不均勻，熔覆層的平均硬度越高，耐蝕性越差。

二、數(shù)值模擬技術(shù)

**制造技術(shù)的一個重要發(fā)展趨勢是工藝設(shè)計從經(jīng)驗判斷轉(zhuǎn)向定量分析。將數(shù)值模擬與人工智能技術(shù)相結(jié)合，可以用科學(xué)模擬代替大量的基本驗證過程，不僅省時省力，而且解決了一些實際操作中難以進行的實驗內(nèi)容。不可否認(rèn)，激光熔覆工藝參數(shù)的協(xié)同過程較其復(fù)雜，具有復(fù)雜的物理變化、化學(xué)變化和動態(tài)熱處理特征。定量檢測和分析熔池的瞬態(tài)溫度場和成形應(yīng)力場是很困難的。近年來，許多研究人員將計算機模擬應(yīng)用于激光熔覆研究，大大簡化了工藝驗證過程，提高了創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)效率。分析了不同激光功率下的溫度場，得到了距離熔覆層表面1mm處的溫度-時間曲線，減少了實驗量。

三、多技術(shù)研究

為了提高激光熔覆的成形質(zhì)量，熔覆前預(yù)熱、熔覆后熱處理以及各種加工技術(shù)的耦合得到了廣泛的研究和應(yīng)用。激光熔覆后熱處理能有效降低涂層的殘余應(yīng)力，提高涂層的力學(xué)性能。激光重熔利用激光作為熱源快速熔化金屬材料表面，然后自身快速冷卻，在基體組織上獲得重晶格層和淬火層的雙層硬化結(jié)構(gòu)。重新熔化的液相有助于組分的均勻滲透和擴散。研究人員發(fā)現(xiàn)激光重熔如同熔化焊接，顯微組織接近連續(xù)鑄造。枝晶骨架的生長受到限制，晶粒尺寸減小到原來的1/10左右，枝晶從基部到**部逐漸等軸化。指出形核速率、溫度梯度和凝固時間對晶粒尺寸和晶粒生長方向起決定性作用。




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• 詞條

  詞條說明

• 激光清洗設(shè)備特點及優(yōu)勢

  激光清洗機是利用高頻率高能激光單脈沖直射工件表面，涂敷層能夠一瞬間消化吸收對焦的激光能量，使表面的油漬、銹跡或鍍層產(chǎn)生一瞬間揮發(fā)或脫離，快速地表面附屬物或表面涂層清理方法，而時間不長的激光脈沖，在適度的主要參數(shù)下不容易損害金屬材料板材。 激光清洗不僅可用于清洗**污染物質(zhì)，還可以用來清洗無機化合物，包含金屬生銹、金屬材料顆粒、塵土等。 1、非接觸式清洗，不損傷零件基體; 2、精準(zhǔn)清洗，可實現(xiàn)精確

• 激光熔覆技術(shù)面臨的三大挑戰(zhàn)

  激光熔覆技術(shù)是在基體表面添加熔覆材料，利用高能量密度的激光束將其與基體表面的薄層熔合在一起，在基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆層。 激光熔覆可以達(dá)到表面改性或修復(fù)的效果，因此可以有效延長工業(yè)、能源、、機械相關(guān)制造工廠和再制造等領(lǐng)域生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。 激光熔覆技術(shù)是一種高度經(jīng)濟的技術(shù)，可以在廉價的基體上制備性能優(yōu)異的合金，不僅可以降，還可以節(jié)省稀有材料。目前，我國激光熔覆技術(shù)走向激光熔覆工業(yè)應(yīng)用的中級

• 前段體高速激光熔覆修復(fù)加工

  在當(dāng)今工業(yè)制造領(lǐng)域，隨著技術(shù)的不斷進步，高速激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)以其*特的優(yōu)勢逐漸成為金屬表面修復(fù)與強化的重要手段。這項技術(shù)不僅能夠有效解決傳統(tǒng)修復(fù)方法中存在的效率低、成本高、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，還能在較廣泛的行業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)其強大的潛力。 一、技術(shù)原理 高速激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)是一種**的表面工程技術(shù)，它利用高功率密度的激光束作為熱源，將選定的涂層材料(如金屬粉末或絲材)快速熔化并沉積在待修復(fù)工件

• 激光熔覆裂紋產(chǎn)生原因及裂紋分類

  裂紋產(chǎn)生的原因 熔覆過程中，高能激光束加熱使熔覆層與基材產(chǎn)生很大的溫度梯度。在隨后的冷卻中，熔覆層與基材的體積不一致，相互牽制，產(chǎn)生應(yīng)力。 激光熔覆層*晶組織和熔覆層底部粗大的樹枝晶在生長過程中，由于枝晶偏析的存在，造成晶間弱化，裂紋往往也是沿著它們的晶界開裂擴展。 激光熔覆裂紋分類 1、熔覆層裂紋 產(chǎn)生方式：在熔融金屬凝固過程中產(chǎn)生 產(chǎn)生區(qū)域：在熔覆層表面或內(nèi)部形成并向基體方向擴展。 2、