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激光熔覆层裂纹的控制

文章来源:深圳晨皓达自动化激光设备厂家    时间:2021-12-10 13:58:30
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关于激光熔覆层的质量控制,国内外学者对激光熔覆层开裂问题进行了许多研究,探讨了采用多种方法来克服激光熔覆层开裂问题。归纳起来,主要有如下几种:

激光熔覆层裂纹的控制

(1)从激光熔覆层的设计来考虑 有人推导出了一个计算残余应力的微分公式,提出了激光熔覆相的概念,包括化学相容性、组织相容性和物理相容性,据此设计激光熔覆层,可有效防止熔覆层开裂。还有人提出了按激光熔覆层材料与基体材料膨胀系数的匹配公式来设计激光熔覆层材料( 包括合金粉和基体)


(2)从优化激光熔覆工艺参数来考虑采用优化激光熔覆工艺参数 (如激光功率、扫描速度、送粉率以及扫描光束重叠等)的方法,可改善激光熔池的对流传质状态,以控制激光熔覆的凝固过程,获得组织细密、均匀,无杂质、偏析的熔覆层。


(3)添加某些合金元素或稀土氧化物这种方法可提高润湿性, 增加激光熔覆层的韧性。例如,在基体表面采用激光熔覆Al.O,或者Zi0,陶瓷层时,可添加一一定量的 Y.0,来改善陶瓷相的润湿性。


(4)改进激光熔覆的工艺方法有 人提出在激光熔覆过程中,采取预热和后热处理措施,以降低熔覆层的抗应力;许伯藩等均提出双层预涂熔覆方法,以及二次激光熔覆方法。


(5)采取辅助措施( 例如电磁搅拌辅助激光熔覆)在激光熔覆过程中施加电磁搅拌是借助于电磁力强迫激光熔池内的熔体流运动,改善凝固过程中的熔体流动、传热和传质,将树枝晶打碎,达到细化和均匀组织的目的。电磁搅拌能细化熔覆层的组织晶粒,均匀组织结构,减少或抑制偏析和组织结构疏松,降低固液界面的温度梯度,减少应力集中,提高覆层的制性。因而在激光熔覆过程中辅加电磁搅拌能细化和均匀组织结构,减少夹杂、温度柳度和应力集中,从而有利于减少或抑制激光熔覆层的裂纹。
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