激光熔覆再制造技能的研讨近况及其影响要素

 西安j9九游激光     |      2022-12-08

  一、工艺参数影响的研讨

  熔覆历程间接决议了再制形成形质量,是激光熔覆技能范围化财产化使用的中心要素。联合激光熔覆再制造在矿山液压支架立柱中的使用履历,发明再制形成品的质量控制一样平常触及熔覆外表的微观质量(无裂纹、砂眼等缺陷)、成形厚度、外表硬度散布等。影响激光熔覆成形质量的几个要害参数是激光功率、焦距、扫描线速率、重叠率和送粉率,此中重叠率与步距设置有关,送粉率与熔覆厚度间接相干,熔覆的无效热输出是这些参数综合的后果。

  自激光熔覆技能产业化使用以来,研讨职员对种种参数对功能和机理的影响做了少量的研讨,可以片面涵盖激光熔覆技能使用中的要害影响要素和机理。经过剖析国际外激光熔覆技能的研讨近况,指出熔覆参数的范例包罗工艺参数、工艺参数和质量参数。




  依照这种分类办法,激光熔覆的再制造参数可以从激光光源、机床、待熔覆零件基体、粉末和送粉体系等方面细分为:

  1、激光功率、焦距(光源)和光斑规格。

  2、机床精度、转速、熔覆的步进控制(机床)。

  3、零件的外形、尺寸和质料特征(零件矩阵)。

  4、粉末身分、功效和物感性质(粒度散布、活动性、聚集密度、氧含量)。

  5、送粉率。

  6、掩护气流巨细。

  这些参数的共同结果起首间接干系到熔覆产品的质量,熔覆层最直观的微观表征如气孔、砂眼、裂纹,其次是熔覆尺寸、可丈量的外表硬度、粗度和机器加工后的耐蚀性,以及浓缩率、联合情况、外部构造布局和缺陷、截面硬度、热影响区巨细等。经过取样检测包覆层。

  技能职员以质料范例、熔覆功率和熔覆扫描速率为影响要素举行正交实验,研讨对联合强度的影响。发明:

  1、合金粉的品种对联合强度的影响最大

  2、扫描速率,最小的是激光输入功率

  45钢基体外表的激光熔覆层与基体的联合强度大于基体的应力强度。镍基熔覆层的剪切强度是母材的2到3倍,铁基熔覆层的剪切强度是母材的5倍以上。利用差别能量密度的高功率激光举行熔覆实验,并经过中性盐雾实验查验其耐蚀性。经剖析发明,能量密度越高,熔覆层微观构造差别越大,耐蚀性越差。差别功率密度下,熔覆层中Cr的均匀含量无分明差别,但随着激光熔覆能量密度的增长,Cr的散布变得愈加不匀称,熔覆层的均匀硬度越高,耐蚀性越差。

  二、数值模仿技能

  先辈制造技能的一个紧张开展趋向是工艺设计从履历判别转向定量剖析。将数值模仿与人工智能技能相联合,可以用迷信模仿取代少量的根本验证历程,不但省时省力,并且办理了一些实践操纵中难以举行的实行内容。不行否定,激光熔覆工艺参数的协同历程极端庞大,具有庞大的物理变革、化学变革和静态热处置特性。定量检测和剖析熔池的瞬态温度场和成形应力场是很难的。比年来,很多研讨职员将盘算机模仿使用于激光熔覆研讨,大大简化了工艺验证历程,进步了创新技能的开辟服从。剖析了差别激光功率下的温度场,失掉了间隔熔覆层外表1mm处的温度-工夫曲线,增加了实行量。

  三、多技能研讨

  为了进步激光熔覆的成形质量,熔覆前预热、熔覆后热处置以及种种加工技能的耦合失掉了普遍的研讨和使用。激光熔覆后热处置能无效低落涂层的剩余应力,进步涂层的力学功能。激光重熔使用激光作为热源疾速熔化金属质料外表,然后本身疾速冷却,在基体构造上取得重晶格层和淬火层的双层硬化布局。重新熔化的液相有助于组分的匀称浸透和分散。研讨职员发明激光重熔好像熔化焊接,显微构造靠近一连铸造。枝晶骨架的生长遭到限定,晶粒尺寸减小到原来的1/10左右,枝晶从基部到顶部渐渐等轴化。指出形核速率、温度梯度和凝结工夫对晶粒尺寸和晶粒生长偏向起决议性作用。