人工神经网络的激光熔覆层特征分析

为了分析激光熔覆层特征状态，提高激光熔覆质量，对基于人工神经网络的激光熔覆层特征分析方法进行设计。首先制备激光熔覆样本；将样本制作工艺参数输入遗传算法神经网络，建立激光熔覆层特征变化规律预测模型，分析几何特征与激光工艺参数间关联，依据关联分析熔覆层特征的变化情况。结果显示：该方法能够预测激光熔覆层特征变化征规律，宽度最大误差仅为0.003 mm,高度最大误差仅为0.002 mm,稀释率最大误差仅为0.002;不同的扫描速度下，熔覆层的稀释度特征呈现出明显差异，并且在激光功率、送粉速度的变化下，熔覆层特征均发生不同程度的变化。     

激光熔覆Ni45A工艺参数敏感性分析

针对激光熔覆Ni45A成形控制问题,采用响应面中心复合设计方法,建立工艺参数与熔覆层几何特性之间的数学模型,分析激光功率、扫描速度、气流量对熔覆层几何特性的影响规律,并通过敏感性分析方法,获得熔覆层几何特性对工艺参数的敏感性。结果表明,增大激光功率,降低扫描速度,有利于增大熔高、熔宽和熔覆层面积,熔池中输入能量的大小是影响熔覆层形貌的主要因素。此外,敏感性分析表明熔覆层几何特性对激光功率最为敏感。研究结果为激光熔覆Ni45A几何特性提供了敏感特性图,为进一步有效地控制熔覆层成形质量提供了理论依据。     

Mo对高硬度镍基合金激光熔覆层组织和耐磨性的影响

采用激光熔覆技术, 在45#钢表面进行了镍基合金粉末添加Mo的熔覆试验,通过对激光熔覆工艺参数及Mo含量的优选,获得了成形良好、无裂纹、组织致密的熔覆层。对熔覆层横断面进行了显微硬度测量和显微组织分析,对各种Mo含量的熔覆层试样进行了摩擦磨损试验。结构表明:Mo能够提高高硬度镍基合金激光熔覆层的韧性、耐磨性,细化熔覆层的组织,降低熔覆层的裂纹敏感性。Mo对Ni60镍基合金激光熔覆层的改善归因于Mo对熔覆层组织的均匀细化、对粗大针状脆性硬质相的抑制以及对韧性相成分的提高作用。     

多道搭接激光熔覆层残余应力测试方法研究

为了克服多道搭接激光熔覆层的开裂问题,分析了熔覆层与基体材料之间的力学关系,建立了激光熔覆层残余应力测试方法,推导了残余应力的计算公式。利用该方法对多道搭接激光熔覆层的残余应力分布进行了实验测定。测试结果表明,熔覆层的表层残余应力为拉应力,在过渡区出现残余压应力。此方法有助于准确测定熔覆层的残余应力分布。     

Inconel 738激光熔覆层的裂纹控制方法

针对镍基高温合金激光熔覆过程中覆层极易产生裂纹的问题,在高温合金K438基体上激光熔覆Inconel 738合金粉,研究了熔覆层的开裂机理以及裂纹控制方法。裂纹由靠近基体端的过渡层产生并扩展到熔覆层,具有典型的沿晶特征,裂纹的形成主要与熔覆层中的热输入和低熔共晶相有关。从减少激光熔覆层中的低熔共晶相出发,通过优化激光熔覆工艺参数、添加适量Y2O3以及对基体进行同步冷却,可在一定程度上减少甚至避免熔覆层裂纹的产生。     

45钢表面激光熔覆316L涂层显微组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢表面制备316L合金涂层,分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的微观显微硬度。结果表明：激光熔覆区显微组织为细小树枝状结晶组织,熔覆区微观组织均匀致密以及存在着硬质点弥散分布,使得表面耐蚀性、硬度和耐磨性大幅度提高。熔覆层中残余应力一般是拉应力,随着熔覆层厚度的增加,应力回落并逐渐稳定下来,且基体残余应力较熔覆层小。     

TiO2对45#钢表面激光熔覆镍基合金的影响

采用激光熔覆技术 ,在 4 5 # 钢表面进行了镍基合金粉末添加TiO2 的熔覆试验。通过对激光熔覆工艺参数及TiO2 含量的优选可以获得质量良好的熔覆层。对激光熔覆层横断面进行了显微硬度测量和显微组织分析 ,对熔覆层表面进行了X射线衍射 (XRD)物相分析及摩擦学性能测试。试验表明 ,当TiO2 含量 3wt . %～ 4wt . % ,激光功率 1 8kW ,扫描速度 2～ 4mm/s时 ,可以获得无裂纹、无气孔且与基底呈冶金结合的质量良好的熔覆层。TiO2 能够提高镍基合金熔覆层的韧性、耐磨性 ,细化熔覆层的组织 ,降低熔覆层的裂纹敏感性。TiO2 对G112镍基合金激光熔覆层的改善归因于TiO2 对熔覆层组织的均匀细化、对粗大针状脆性硬质相的抑制以及对韧性相成分的提高作用     

大功率半导体激光熔覆高速钢研究

使用2kW半导体激光在工具钢表面熔覆高速钢粉末。在同轴送粉的粉末汇聚点与激光的聚焦点可获得无裂纹的熔覆层。随着激光功率的增加,熔覆层厚度和粉末利用率增加,同时基体对熔覆层的稀释率下降。获得的熔覆层的硬度达到800Hv0.3,基体硬度200Hv0.3,表明大功率半导体激光在表面熔覆领域具有很好的应用前景。     

碳纳米管对Ni60激光熔覆层的耐蚀性影响

利用自动送粉激光熔覆技术,在A3钢表面进行了Ni60合金添加碳纳米管的激光熔覆实验,采用静态浸泡法对相同工艺条件下获得的纯Ni60熔覆层和碳纳米管/镍基熔覆层的耐腐蚀性进行研究,在光学显微镜下观察样品表面腐蚀形貌,并对碳纳米管/镍基熔覆层的腐蚀机理进行了分析.结果表明:当碳纳米管的含量为0.3 wt%时,碳纳米管/镍基激光熔覆层的耐腐蚀性能最好,与纯Ni60激光熔覆层相比,耐腐蚀性提高1倍多.碳纳米管/镍基激光熔覆层耐腐蚀的原因在于熔覆层保留的碳纳米管使熔覆层更加致密,隔离了腐蚀介质,促进了镍基合金的钝化,从而提高了熔覆层的耐蚀性;同时,熔覆层中保留下来的碳纳米管和被分解的碳纳米管与金属基体形成碳化物,作为增强相均匀弥散在熔覆层中,它们的存在阻止了腐蚀坑的长大,因而蚀坑较小,耐腐蚀性得到提高.     

激光熔覆层微剪切性能的研究

利用微剪切试验原理对Fe-Cr-Ni合金和Fe-Cr-Ni-+N包MS2激光熔覆层、熔覆层与基材交界处以及热影响区进行了微剪切试验。结果表明:熔覆层的剪切强度大小依熔覆合金成分而定;熔覆层与基材交界处的剪切强度比热影响区高,并比某些合金的熔覆层高。这说明,激光熔覆工艺中的熔覆层与基材交界处不是传统观念上的薄弱环节。     

镁基金属复合材料表面激光熔覆铜合金研究

采用喷涂铜合金的两步法工艺,用2kW-NdYAG激光对Mg-SiC复合材料进行了激光熔覆,熔覆后表层的Cu60Zn40合金与Mg-SiC基体熔合良好.激光熔覆试样相对腐蚀电动势Ecorr比未处理提高3.7倍,其相对腐蚀电流密度icorr低约22倍,激光熔覆Cu60Zn40层可以显著提高Mg-SiC复合材料的耐蚀性.     

Stellite和NiCrSiB合金激光送粉熔覆裂纹倾向的比较研究

高功率CO_2激光送粉熔覆Stellite和NiCrSiB合金对比实验表明:NiCrSiB合金激光熔覆具有很大的裂纹倾向,NiCrSiB+50％Ni不出现裂纹,前者微观组织特征为少量的韧性相和大量不规则杂乱分布的粗大硬质相,后者为典型枝晶结构。Stellite 6合金激光熔覆不出现裂纹,Stellite 6+18％以上WC出现裂纹,前者微观组织特征为先共晶枝晶和枝晶间共晶,后者枝晶间共晶增多、共晶内碳化物析出物增多并出现多种复杂形状的碳化物无规沉淀析出。激光熔覆层裂纹形成的根本原因是由于熔覆过程产生的很大拉应力,裂纹形成的主导原因是由于激光熔覆层本身的韧性太低而脆性太大,难以承受大的拉应力。降低裂纹倾向的思路是改变熔覆层内强化相的形态,使其以颗粒形式均匀弥散地析出,同时使强化相颗粒由底部至表面呈梯度分布。     

稀土在激光熔覆镍基自熔合金中的作用

采用CO2激光器在低碳钢表面进行激光熔覆处理,研究了稀土氧化物在激光熔覆Ni45自熔合金层中的作用.结果表明,加入适量稀土的熔覆合金层组织得到细化,其在还原酸中的耐蚀性和抗高温氧化能力较不加稀土镍基合金熔覆层都有较大提高,更远高于低碳钢.可见,稀土变质的激光熔覆处理对提高低碳钢性能具有重要指导意义.     

AA6061Al合金表面Si3N4激光熔覆层的空泡腐蚀性能

采用 2kW连续波Nd∶YAG固体激光器在AA6 0 6 1铝合金表面激光熔覆Si3N4 陶瓷粉末 ,从而制备出Si3N4 颗粒增强金属基复合材料 (MMC)表面改性层。利用扫描电子显微镜 (SEM EDX) ,X射线衍射 (XRD)仪等对改性层的组织形貌、结构及化学成分进行分析。采用恒电位仪及超声波感应空泡腐蚀设备对MMC改性层的电化学腐蚀及空泡腐蚀性能进行了评价 ,并总结出其空泡腐蚀机制。     

激光快速成形过程中熔覆层的两种开裂行为及其机理研究

激光快速成形技术是在激光熔覆技术及快速原型技术的基础上发展起来的一项新的先进的制造技术,能够实现高性能致密金属零件的快速无模近终形制造。但是,如果成形条件控制不当,易于在成形件中产生裂纹、气孔、夹杂、层间结合不良等缺陷,而裂纹是成形过程中最常见、破坏性最大的一种缺陷。本文采用微观测试分析方法,深入研究了激光快速成形某些合金粉末过程中熔覆层的开裂行为及裂纹形成机理。研究结果表明,对于镍基自熔合金,熔覆层的开裂属于冷裂纹范畴,是熔覆合金的低延性及成形过程中热应力双重作用的结果。对于奥氏体不锈钢等材料,熔覆层的开裂属于热裂纹范畴,裂纹产生的主要原因是由于凝固温度区间内晶界处的残余液相受熔覆层中的热应力作用所导致的液膜分离的结果。     

FeCrSiB合金的激光熔敷

应用5kW-CO_2激光器在A_3钢板上进行Fe基合金熔敷处理。试验表明,激光熔敷层钮织微细,成分均匀;相组成为α′-Fe+γ-Fe+M_7O_3+M_(23)C_6+Fe_2B;产生多种强化效应,其组织和性能比热喷涂层有明显提高,在低成本钢材上可望获得与18-8不锈钢相当的高抗磨耐腐蚀表面。     

Laser oscillation at 3-4 µm optically pumped InAs1-x-ySbxPy

Quaternary InAs1-x-ySbxPy) and ternary InAs1-xSbxhave been grown on InAs substrates using liquid phase epitaxy. The quaternary layers are lattice matched to InAs fory = 2.2x, and have bandgaps greater than InAs. The ternary layers have lower bandgaps than InAs, but have larger lattice constants. Reasonable quality growth has been obtained up tox = 0.15where the luminescence peak is shifted to ∼4 from 3.1 μm and the lattice mismatch is ∼0.01. Optically pumped laser emission at 3.1 μm has been observed from 77 to 100 °K using an InAs active layer with InAs1-x-ySbxPyclading layers. Laser emission at 3.9 μm has been observed from 77 to 125 °K using a InAs1-xSbxactive layer, withxsim 0.13, and InAs cladding layers. Laser emission from intermediate ternary compositions has also been observed.     

激光熔覆含碳化钨的镍基合金

在20Cr2NiSiW基体上熔覆添加碳化钨的镍基合金,对熔覆层的应力状态进行了分析, 基体的熔前预热和熔覆层的熔后保温,可以改善熔覆层的应力分布。在表面层和基体之间熔覆具有良好韧性的“过渡层”,减少了微裂纹。分析了掺碳化钨的镍基合金复合熔覆层的硬度分布和微观结构。改进了激光熔覆工艺,得到了应力分布状态较好的无裂纹的激光熔履层。     

In Situ Synthesis of Titanium Nickel Intermetallic Compounds Layer and TiN Coating By Laser Cladding

1 Introduction Laser cladding technology has been widely used in ma- terial processing and tool repairing because it causes little distortion and leads to high quality coatings [1]. Since the appearance ofhigh power diode lasers, the laser cladding is more efficient, economical and flexible[2￣5]. Titanium nickel alloys have excellent properties such as low density, high strength, and high chemical stability, which have promoted their applications in the aerospace, chemical, petrochemical and …     

汽轮机汽蚀叶片的激光宽带熔覆修复

利用激光宽带熔覆技术对表面汽蚀的汽轮机叶片进行修复。采用同步送粉的方式进行自熔性Ni-Cr-B-Si合金粉末的激光熔覆,获得耐磨涂层。实验所用设备为TRUMPF-6000 CO2激光器,利用积分镜对激光束进行整形获得宽带激光束,借助扫描电子显微镜(SEM,LEO 1450)和能谱仪(EDS)对激光熔覆层进行组织结构及成分分析。研究结果表明,激光熔覆层硬度可达HRC45-50,高于其基底材料2Cr13的硬度(HRC35-40)。熔覆层的组织结构受到熔覆工艺参数的影响很大,采用最优化工艺参数形成的熔覆层结构均匀,与母材冶金结合良好,且无气孔或裂纹缺陷。