我国堆焊技术的发展及其在基础工业中的应用现状

简要回顾堆焊技术在我国的发展历程，重点综述堆焊技术在我国轧辊，阀门，发动机关键部件等基础工业典型零部件修复强化中的应用现状，指出了堆焊熔覆效率从单弧电弧堆焊的11kg/h发展到多带极电弧堆焊的70kg/h，稀释率从电弧堆焊的30％－60％降低到等离子弧，激光，聚焦光束堆焊的5％左右；我国在堆焊基础理论的一些方向上取得了与国际水平相近的成果，但与国际先进水平相比，仍存在着“焊条多焊丝少，熔炼焊剂多烧结焊剂少，实心焊丝多药芯焊丝少”以及“改装设备多专用设备少，机械化设备多智能化设备少”等差距。并指出堆焊方法与智能控制技术和精密磨削技术相结合的近净形技术是堆焊技术从技艺走向科学的重要标志。  

铁基自熔合金光束熔覆层的微观组织及强化机理

采用SEM、EDS、X射线衍射及显微硬度和洛氏硬度分析手段研究了铁基自熔合金粉末光束熔覆层的微观组织及其物相组成。结果表明，Fe-Ni-Cr-B-Si合金粉末的光束熔覆层微观组织由固溶于大量Cr,及少量B,Si,C的γ（Fe,Ni)树枝晶，枝晶间（Cr,Fe)7(C,B)3 γ（Fe,Ni)共晶所构成，光束熔覆层的宏观硬度达HRC47．3，高于同种材料喷涂层及TIG熔覆层的硬度。Cr,Si元素在γ相中的固溶，枝晶间共晶（Cr,Fe)7(C,B）3高硬度相的析出是光束熔覆层得以强化的主要原因。  

Ni-Al系金属间化合物光束堆焊层的成形及析出相特征

采用X射线衍射、SEM、EDXS及显微硬度等方法，研究了光束堆焊Ni，Al混合粉末制备的金属间化合物涂层的成形和微观组织特征．结果表明，堆焊层的成形与堆焊材料的比热容量和熔点有关．采用Al含量(原子分数)高于50％或不超过25％的堆焊材料，均可获得成形良好的光束堆焊层，但Al含量过高将使堆焊金属的致密度降低．当堆焊材料中Al含量为50％-75％时，堆焊层全部由金属间化合物(Al1.1Ni0.9，Al3Ni2和Al3Ni)组成；当采用富Ni堆焊材料(不超过25％Al)时，堆焊层中将析出较多的γ-Ni固溶体，得到由γ-Ni和Ni3Al金属间化合物组成的显微组织；而采用富Al堆焊材料(80％Al)将导致堆焊层中析出大量Q—Al，其显微组织为在α—Al (α—Al Al3Ni)亚共晶基底上分布有Al3Ni2金属间化合物相．  

合金铸铁光束熔凝处理后的组织和硬度

采用自研的ＳＲ－Ⅱ型５ｋＷ聚焦光束加热设备对珠光体合金铸件进行了表面熔凝强化处理。借助扫描电镜、光学显微镜、显微硬度和表面硬度计研究了采用不同聚焦模式的光束熔凝处理的合金铸铁的表面硬度、显微硬度分布及光束热作用区的组织转变特点。结果表明，当采用单一模式的反光镜聚焦时，功率密度较低、热作用区的奥氏体发生了托氏体－索氏体转变；而采用透镜与反光镜配合的复式聚焦模式时，由于功率密度的提高，奥氏体转变为马氏  

高能束合金化技术的研究现状和发展趋势

综述了国内外以激光为代表的高能束表面合金化技术的研究现状，报道了当前表面合金化技术的研究问题，对高能束表面合金化技术的趋势进行了分析。指出激光合金化改性层的质量控制、合金化过程的自动化、合金化技术在工业生产中的推广应用是该技术的重要攻关方向。  

聚焦光束表面强化技术

本文介绍了国际上90年代韧新兴的氙灯辐射聚焦光束表面强化技术。阐述了聚焦光束的光谱特性，聚焦光束加热的能量与工艺特点，及聚焦光束表面强化层的组织与性能。论述了我国聚焦光束表面强化技术的发展方向与应用前景。  

焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响

采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5 mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响.试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MlG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出.在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流.根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形.  

聚焦光束粉末堆焊熔池的凝固特征及微观组织形成机理

采用OMI，SEM，EDS及XRD法研究了聚焦光束预涂粉末堆焊和送粉堆焊过程的熔池凝固特点，分析了堆焊层微观组织的形成机理，实验结果表明。大线能量光束堆焊层由底部具有外延生长特征的γ（Fe,Ni)平面晶及逆热流择优生长的γ（Fe,Ni)树枝晶组成，而且堆焊层表面树枝晶与光束扫描方向的夹角小于堆焊层底部树枝晶与光束扫描方向的夹角。送粉堆焊及预涂粉末堆焊层中的基底相均为γ（Fe,Ni)相，后析出的γ（Fe,Ni)富Cr。预涂粉末堆焊时堆焊层局部区域Cr,C元素的富集导致了Cr23C6析出。送粉堆焊过程中熔池过热度小，B，Si等造渣元素的烧损少。堆焊层中局部区域富集的B元素优先与Cr元素结合以Cr5B3形式析出。  

聚焦光束表面合金化机理和工艺的研究

采用SEM、X射线、光学显微镜、显微硬度计等手段研究了高能密度光束表面合金化的机理和工艺.用NiCrBSi合金粉末对灰口铸铁表面实现光束合金化的实验研究表明,光束线能量及合金粉末用量是表面合金化区合金化程度的重要决定因素.合金化程度低的合金化层微观组织具有亚共晶特征,莱氏体中的碳化物为Fe3C,部分γ-Fe转变为马氏体.合金化程度高的合金化层微观组织为γ-(Fe,Ni)奥氏体基底上弥散分布的Fe23(CB)6球状碳化物.碳化物形态的改变及常温奥氏体量的增加使合金化层表面硬度降低,但有利于韧性和耐腐蚀性能的改善.  

NiCrBSi系合金聚焦光束堆焊层的微观特征

采用聚焦光束热源在 45钢母材上获得了镍基合金粉末堆焊层 ,研究了堆焊层的物相组成及母材热影响区的微观组织特征。X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析结果表明 ,Ni35堆焊层的显微组织由少量共晶基底上分布着大量初生的γ Ni枝晶组成。基底的绝大部分为M2 3 (C ,B) 6 γ Ni网状共晶 ,局部区域析出了γ Ni Ni3 Si层片状共晶。母材表面半熔化区的形成使堆焊层与基材实现了熔化冶金结合 ,堆焊层金属逆热流方向与母材呈联生方式长大。母材热影响区的奥氏体在冷却过程中转变为类珠光体组织 ,随热影响区离熔合线距离的增加 ,铁素体在晶界析出量增加