高沉积率激光金属沉积Inconel 718的孔隙率控制

为降低高沉积率激光金属沉积(Laser Metal Deposition,LMD)工艺中材料的孔隙率,研究了以镍基高温合金Inconel 718(IN718)为粉末沉积材料的高沉积率LMD工艺中主要工艺参数对材料孔隙率的影响,以及通过调整工艺参数降低材料孔隙率的方法。以目标沉积率为2kg/h的LMD工艺为基础,通过参数固化和分离的手段开展了高沉积率LMD的镀层实验,研究了主要工艺参数即激光功率、扫描速度及送粉量对LMD镀层材料孔隙率的影响,分析了不同参数下各镀层的横截面孔隙率及镀层孔隙率。实验显示:当激光功率从1 440 W增加到4 214 W时,镀层材料的孔隙率从约1.5%降低至0.02%左右;当扫描速度为500mm/min至5 000mm/min时,镀层材料孔隙率始终保持为0.07%至0.18%左右;当送粉量从0.64kg/h增加至6.48kg/h时,镀层材料孔隙率从约0.01%增加至0.84%左右。可见在高沉积率LMD工艺中,扫描速度对材料孔隙率无明显影响,而提高激光功率、限制送粉量均可有效降低LMD材料孔隙率,提高横截面孔隙率的一致性。