如何解決激光熔覆修復層缺陷

如何解決激光熔覆修復層缺陷?激光熔覆修復具有廣泛的應用前景,但其缺陷也限制了其在工業上的大規模推廣應用。激光熔覆修復層中存在多種缺陷,常見的是氣孔和裂紋。

一、 熔覆層氣孔產生的原因及對策

激光熔覆修復層厚度大于3.5mm。發現熔覆層越厚,熔覆層中的缺陷越多。熔覆層的常見缺陷是氣孔。激光熔覆中產生氣孔的原因如下

1、在激光熔覆過程中,保護氣體不利于激光熔覆,使空氣中的氧和氫進入熔覆層(有時有保護氣體)。

2、熔覆層中的低熔點成分(包括粘結劑)和揮發的蒸汽過遲,無法析出并形成氣孔。

3、熔覆過程中粉末中含有水分,有機物和水蒸氣不能及時析出形成氣孔。

4、激光工藝參數選擇不當,搭接比不當,層間孔隙形成。

二、 激光熔覆修復裂縫控制

它包括化學相容性、微觀結構相容性和物理相容性。根據激光熔覆層材料和基體材料的膨脹系數設計激光熔覆層,可以有效地防止激光熔覆層開裂。

從激光熔覆工藝參數優化的角度考慮,采用優化激光熔覆工藝參數(激光功率、掃描速度、送粉速度、研磨速度等)的方法,可以改善激光熔池的對流傳質狀態,控制激光熔覆的凝固過程,得到熔覆層組織細小,組織均勻,無雜質和偏析。

在激光熔覆層中加入一些合金元素或稀土氧化物可以提高熔覆層的潤濕性和韌性。為了改進激光熔覆工藝,提出應采取預熱和后熱處理措施,降低熔覆層的應力抗力;徐伯凡等人提出了雙層預熔覆法和二次激光熔覆法。

采取輔助措施(如電磁攪拌輔助激光熔覆)電磁攪拌是利用電磁力迫使熔池中的熔體流動,改善凝固過程中的熔體流動、傳熱傳質,打破枝晶,達到細化和均勻的目的。電磁攪拌可以細化熔覆層的組織和晶粒,使組織均勻化,減少或抑制偏析和疏松組織,并監督固液界面溫度梯度降低應力集中,提高涂層韌性。因此,電磁攪拌可以細化和均勻組織,減少夾雜物、溫度梯度和應力集中,有利于減少或抑制激光熔覆層的裂紋。



2020-09-27

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