In625镍基合金激光熔覆工艺研究

以海水循环泵用材料双相不锈钢为基体,开展In625镍基合金激光熔覆工艺试验。通过金相显微镜观察不同工艺参数下的单道熔覆层与多道熔覆层的宏观形貌及截面形貌,分析激光熔覆关键工艺参数对熔覆层形貌的影响规律,筛选较优异激光熔覆工艺参数,并对熔覆层的微观组织进行分析。

基于激光光斑直径的激光熔覆粉末汇聚特性数值模拟

为了探索激光熔覆过程激光与粉末流的耦合作用机理,通过激光熔覆喷粉数值模拟,研究送粉速度对粉末汇聚特性的影响规律,随着送粉速度的增加,粉末流焦点直径逐渐减小,粉末流获得良好的收敛性。通过分析激光光斑模拟图,研究激光光斑大小与粉末流焦点直径的作用关系,并通过激光熔覆实验进一步验证,当粉末流焦点直径接近激光光斑直径时,熔覆形貌较好,但随着送粉速度的进一步提升,粉末流焦点直径减小,基体热影响区域增大,熔覆表面形貌变差,最终获得最佳送粉速度为17.0 m/s。研究成果为激光熔覆粉末利用率与激光熔覆形貌控制提供理论依据。

基体倾斜和熔覆头偏转对激光熔覆层形貌与粉末利用率影响的研究

一些激光熔覆修复应用中无法在基体表面呈水平状态、熔覆头呈垂直状态下进行熔覆,为了研究基体倾斜和熔覆头偏转对同轴送粉激光熔覆层形貌及粉末利用率的影响规律,进行了基体倾斜和熔覆头偏转的激光熔覆实验,分析、比较了基体倾斜和熔覆头偏转对覆层高度及粉末利用率的影响。结果表明:基体倾斜与熔覆头偏转能获得表面平整、内部无缺陷的熔覆层,但粉末利用率降低;熔覆头保持垂直状态,基体倾角小于30°时,粉末利用率降低不大,倾角为30°时的粉末利用率下降10%;基体呈水平状态时,熔覆头偏转较小的角度即引起粉末利用率大幅降低,偏转30°时的粉末利用率下降80%。熔覆头偏转时粉末流束中心受重力的影响而偏离熔覆头轴线,导致熔覆头偏转比基体倾斜的粉末利用率更低,激光熔覆修复中应尽可能减少熔覆头偏转以提高粉末利用率和熔覆效率。