送粉参数对半导体激光熔覆成形结构形貌的影响

采用1kW半导体激光器进行了熔覆成形试验,研究了送粉量、送粉方向、气流压力及送粉喷嘴形状等送粉参数对熔覆线成形形貌的影响.结果表明,侧向送粉方向不同会改变熔覆线形状尺寸,前送粉得到的熔覆线高度更高;送粉量的大小和载气压力会显著影响熔覆线的结构尺寸,其高度和宽度均随送粉量增加而增加;增大保护气流压力,可以使熔覆线高度增加,表面更光滑;矩形光斑半导体激光熔覆宜采用矩形口送粉喷嘴,以获得较好的熔覆效率和结构形貌.     

U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25％WC涂层工艺参数优化的研究

目的研究U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层的最佳工艺参数。方法首先通过单道单因素试验初步选取激光功率、送粉量、扫描速度和光斑直径4个工艺参数,然后进行4因素3水平的单道正交试验,以熔覆层的宽度、高度和稀释率作为判断熔覆层质量的指标,做极差分析,最后得到最优工艺参数并分析了熔覆层的显微硬度及显微组织。结果单道单因素试验及单道正交试验得到的工艺参数均为:激光功率1500 W,送粉量4 g/min,扫描速度6 mm/s,光斑直径2.2 mm。通过单道正交试验极差表分析发现,工艺参数对质量指标的影响程度不同,对熔覆层宽度的影响为扫描速度送粉量激光功率光斑直径,对熔覆层高度的影响为送粉量扫描速度光斑直径激光功率,对熔覆层稀释率的影响为送粉量光斑直径扫描速度激光功率,对比发现送粉量是熔覆层的最大影响因子。熔覆层的显微硬度最高可达到1170HV,是基体的3.7倍。结论在U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层,可以制备出光滑且紧密结合的熔覆层,且表面硬度明显提高。     

激光熔覆同步送粉器的设计与应用

试验中发现,薄熔覆层要明显好于较厚熔覆层,为了获得较薄的熔覆层,根据螺旋传动的原理,设计和制作了激光熔覆同步送粉器,并用Ni基合金粉和Al粉进行了相关测试.试验结果表明:该送粉装置是连续和稳定的,改变螺纹轴直径或转速可以连续调节送粉速度.利用该送粉装置进行激光熔覆试验,获得了较薄且均匀的熔覆层,熔覆层的外型尺寸正确、表面比较平整、内部组织均匀细小.对激光熔覆技术在实际中的应用,尤其是激光在材料修复方面的应用具有实用价值.     

合金钢12CrNi3A板材高速钢W6Mo5Cr4V2粉末激光熔覆最优工艺参数选取

激光熔覆技术可在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,可节约贵重稀有金属材料降低成本,但激光熔覆处理时的激光功率、扫描速度、送粉速度等工艺参数都影响激光熔覆后的最终效果。选择合金钢12CrNi3A板材进行表面高速钢W6Mo5Cr4V2粉末熔覆,选用正交实验法研究各工艺参数对熔覆效果的影响。结果表明:送粉速度对提高材料的耐磨性起决定性作用,激光功率是次要因素,扫描速度影响力最差;激光功率对提高材料的耐蚀性起决定性作用,扫描速度是次要因素,而送粉速度影响力最差。     

不同送粉速度对TC4钛合金表面激光熔覆的影响

采用光纤激光对TC4钛合金表面进行熔覆改性,研究送粉速度对熔覆工艺过程和熔覆层性能的影响。采用高速摄像机拍摄了加热粉末在空间的分布形貌,采用光学显微镜观察了熔覆层横截面形貌,采用EDS分析了熔覆层的氮含量分布,并测量了熔覆层横截面的显微硬度。实验表明,送粉速度较小时,粉末吸收少量激光能量,熔池较大,熔覆层宽而浅;送粉速度较大时,粉末吸收大量激光能量,熔池较小,熔覆层窄而深。当送粉速度较大时,熔覆层的氮元素含量和显微硬度均分布基本均匀,无明显梯度;随送粉速度增加,熔覆层显微硬度会增加,并稳定在约9.3 GPa。     

电磁复合场对Ni60激光熔覆层表面裂纹与组织结构的影响

在激光熔覆Ni60合金过程中极易出现脆性相含量高等缺陷而导致熔覆层表面开裂。通过在激光熔覆过程中施加电磁复合场装置,利用电磁复合场辅助激光熔覆来抑制Ni60合金熔覆层表面开裂。结果表明:在送粉量较低的条件下引入电磁复合场,能有效抑制熔覆层表面开裂;当送粉量较高时,无法抑制熔覆层表面开裂。在施加电磁复合场的前、后,随着送粉量的提高,熔覆层内类柱状晶与树枝晶数量都增多;但施加电磁复合场后,熔覆层内的脆性相数量有所降低,这可能是Ni60合金熔覆层表面裂纹被抑制的关键原因。     

双线斑激光内送粉宽带熔覆温度场数值模拟与工艺研究

目的 研究双线斑激光内送粉宽带熔覆温度场分布特性及其工艺参数对熔覆层形貌和几何特征的影响,为双线斑激光内送粉宽带熔覆在工件表面的强化、修复、改性以及宽带成形的应用提供试验与数据参考。方法 基于半椭球体热源模型,利用ANSYS软件对单道宽带熔覆过程中的熔池温度场进行数值模拟,并结合工艺试验分析离焦量、送粉速度、激光功率、扫描速度对熔覆层形貌和几何特征的影响。结果 利用半椭球体热源模型进行的数值模拟能够较为合理地反映出双线斑激光内送粉宽带熔覆过程的温度场分布,在离焦量为0 mm和负离焦量下,熔覆单道的温度分布云图均呈“带式彗星”状,熔覆层横截面上的高温区域呈现“平底形”分布,纵切面上的高温区域呈“V”形和不对称的“W”形,且两者随着深度的增加,均逐渐过渡到半椭圆形;离焦量、送粉速度、激光功率和扫描速度对熔覆层的宽度、厚度、稀释率及表面平整度都有很大的影响。结论 “带式彗星”状的熔覆单道温度分布,使得熔池前方温度梯度较大,后方温度梯度较小。横切面上“平底形”温度分布可以强化熔覆层与基体在宽度方向上的结合程度。在304不锈钢基板上熔覆KF-355金属粉末,选取离焦量为0 mm、送粉速度为45 ...     

正交设计法优化等离子弧熔覆镍基碳化钨涂层工艺

采用等离子弧熔覆技术在Q345钢表面制备镍基碳化钨涂层,采用正交设计优化等离子弧堆焊工艺参数,以熔覆涂层表面成形质量、稀释率和硬度值作为考核指标,借助极差分析和方差分析研究离子气流量、送粉速度、电流、熔覆速度4个工艺参数对3个指标的影响规律。结果表明：对熔覆涂层成形质量影响的程度大小依次为：电流>离子气流量>送粉速度>熔覆速度;对熔覆涂层稀释率影响的程度大小依次为：电流>送粉速度>离子气流量>熔覆速度;对熔覆涂层硬度影响的程度大小依次为：离子气流量>电流>送粉速度>熔覆速度。最优工艺参数是：离子气流量1.0 L/min,送粉速度18 g/min,熔覆速度5 mm/s,电流80 A。在此工艺参数下镍基碳化钨涂层成形较好,稀释率为5.2%,表面宏观硬度达到HRC62.8,具有较好的耐磨性。     

铝合金表面激光熔覆SiC复合涂层工艺研究

采用激光熔覆技术在铝合金表面制备SiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层,其中SiC粉末采用预置和同步送粉两种方法.试验结果表明,在激光功率P=1～2.5 kW、光斑直径d=3～5 mm、扫描速度v=2～3 mm/s工艺条件下,预置SiC粉末厚度1 mm或送粉量mp=15 g/min,可以获得表面平、无裂和界面结合较好的熔覆层.     

激光熔覆铁基合金单道成形工艺参数的研究

利用激光熔覆技术在45钢板表面熔覆铁基合金。采用正交试验研究了各工艺参数对单道熔覆层成形表面形貌影响的主次。采用单因素变量试验,研究了扫描速度、激光功率、离焦量和送粉速率对铁基合金单道成形质量的影响,并优选出了一组最佳组合参数:激光功率460 W,离焦量59 mm,送粉速率0.15 r/min,扫描速度2 mm/s。