激光送丝堆焊工艺参数对堆焊层组织性能的影响

在45#钢基体上,选用不同的激光功率、扫描速度、送丝速度,用专用焊丝进行堆焊试验。结果表明:当速度不变 时,激光功率增加,其热影响区变大,FeNi基体上析出V8C7组织,由细变粗,硬度增加;当其它条件不变时,随着扫描速度的 增加,堆焊层的稀释率下降,硬度增加,随着送丝速度的增加,堆焊层的组织均匀分布,硬度增加。由此达到优化工艺目的。     

基于绿色再制造的多层激光送丝堆焊

作为再制造工程的关键技术之一的激光送丝堆焊技术,在重要零件的修复中起到独特的作用,本文通过在45号钢上用大功率CO2 激光束和自动送丝机构进行激光堆焊工艺试验研究,就这一技术的特点、工艺控制方法以及组织性能等方面做了考察,结果显示:优化的工艺范围为比能量Es=100-130J/mm2、送丝速度应高于激光扫描速度(ΔV=1.5~2.5 mm/s);与氩弧堆焊相比激光堆焊层组织明显细化,硬度提高70%,过渡区狭小,激光堆焊层显维组织随Es增加而逐渐粗大,同时,热影响区易出现过热组织;激光堆焊层体现出良好的抗磨性能,比高速钢的耐磨性提高42.6%。     

激光堆焊接头组织和性能研究

利用激光堆焊方法可以在基体表面获得一层高厚度、高性能的合金堆焊层。通过在45^#钢上进行激光堆焊工艺试验．就激光自动送丝堆焊的基本工艺过程进行研究,比较不同堆焊条件下的组织性能,探索激光堆焊的特性。与氩弧堆焊相比．激光堆焊过渡区狭小,激光堆焊层显微组织随比能量Es增加而逐渐变粗大;堆焊层组织明显细化,硬度提高70％;与高速钢相比．激光堆焊层体现出良好的抗磨性能,比高速钢的耐磨性高42．6％。     

热作模具钢表面激光堆焊耐磨合金层的研究

本文主要通过在H13钢上用大功率CO_2激光束进行堆焊,阐述了激光堆焊工艺变化对堆焊组织和性能的影响,在本试验条件下,得到了高密度弥散金属化合物组织的激光堆焊层,平均硬度为HV800,与基体呈冶金结合,耐磨性比H13模具钢提高149%。     

送丝速度对镀锌钢激光钎焊接头性能影响研究

激光钎焊过程中有很多影响焊接接头质量的因素,如激光功率,焊接速度,离焦量等,主要研究了送丝速度对焊接接头力学性能的影响。实验结果显示:焊接接头中有Fe-Si(Cu)弥散相的析出,这些析出相呈现颗粒状,小岛状或者花瓣状分布。当送丝速度达到2.0m/min时,弥散相的分布最为密集,焊接接头的力学性能最好,并高于母材,在母材处发生断裂;当送丝速度为1.7m/min和2.3m/min时,Fe-Si(Cu)相只是零星的分布在焊接接头内,接头力学性能比母材差,拉伸实验断裂在焊缝处,断裂方式属于韧性-塑性型。     

H13钢激光堆焊与氩弧焊的组织和性能对比研究

研究了激光堆焊层的组织和性能,通过对激光堆焊、氩弧焊的组织对比分析,表明激光堆焊可以得到晶粒细小、稀释率低、热影响区窄的堆焊层,显微硬度提高1．5倍;但激光堆焊开裂倾向增大。     

激光堆焊单道Co基合金与WC混合粉末的性能研究

为了提高低碳钢表面的耐磨性能,采用CO2激光堆焊系统,将Co基合金与WC混合粉末(WC的质量分数为0~0.47)用单道堆焊于低碳钢表面。利用X射线衍射仪、能谱分析仪、扫描电子显微镜、激光显微镜、维氏硬度计和耐磨试验机对单道堆焊层的相结构、显微组织、维氏硬度、耐磨性和裂纹敏感性进行了比较分析。结果表明,这种堆焊方法的堆焊层均为亚共晶组织,且未分解WC弥散分散在Co基合金的基体上;堆焊层的维氏硬度均随WC含量的增加而增加。该方法具有较低的裂纹敏感性。     

激光堆焊单道Co基合金与WC混合粉末的性能研究

为了提高低碳钢表面的耐磨性能,采用CO2激光堆焊系统,将Co基合金与WC混合粉末（WC的质量分数为0~0.47）用单道堆焊于低碳钢表面。利用X射线衍射仪、能谱分析仪、扫描电子显微镜、激光显微镜、维氏硬度计和耐磨试验机对单道堆焊层的相结构、显微组织、维氏硬度、耐磨性和裂纹敏感性进行了比较分析。结果表明,这种堆焊方法的堆焊层均为亚共晶组织,且未分解WC弥散分散在Co基合金的基体上;堆焊层的维氏硬度均随WC含量的增加而增加。该方法具有较低的裂纹敏感性。     

切边模堆焊层表面激光合金化组织及应用的研究

采用自主开发的材料体系对5CrMnMo钢堆焊层表面进行了激光合金化处理.研究了堆焊层激光合金化处理后的组织和显微硬度.在优化的工艺参数下,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的强化层.合金化层平均硬度HV750.应用于热锻模具,斯太尔曲轴切边模寿命提高了60%.研究与生产应用表明,激光制备的原位合成颗粒增强表层微观结构和激光合金化层-堆焊层-5CrMnMo钢基材形成连续的宏观梯度组织结构,是模具服役寿命提高的关键因素.     

过渡合金层对铁基高硬度多层激光堆焊厚熔复层组织性能的影响

通过采用45#钢基体材料．在不预热情况下增加过渡合金熔覆层．再选用专用的高硬度焊丝进行堆焊实验;南于所加的合金元素改变了激光熔覆层内奥氏体分数,使基体和堆焊层的塑韧性增加．进而抑制了裂纹的产生;同时又由于合金元素能形成碳化物．因此提高了堆焊层的硬度。     

灰口铸铁多层熔覆Ni基合金工艺试验与应用

采用灰口铸铁作为基体材料,在不预热情况下通过增加Ni25过渡合金熔覆层,再用Ni45合金进行熔覆实验;由于过渡合金熔覆层中的Ni提高了奥氏体的稳定性,缓解了组织内产生的残余应力,减缓硬度梯度,多次堆焊加热使其热应力在该区域得到缓释,消除裂纹产生。同时又由于Ni45熔覆层中的高Cr使钢的共析成分点左移,同时产生Cr19Fe7Ni11金属化合物,因此提高了修复层的硬度,熔覆层厚度6mm。经修复后的罗茨鼓风机转鼓,加工后能满足机械装配精度及设备厂性能,耐磨性大大提高。     

激光重熔对TC4钛合金表面激光原位熔覆层微观组织与性能的影响

为了进一步提高激光原位熔覆层的质量,利用激光重熔方法对TC4钛合金表面激光原位熔覆层进行了处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分别对比研究了熔层的显微组织、相分布和显微硬度。结果表明,适当工艺参数的激光重熔处理可以消除位于原位熔覆层底部的大气孔,可以使熔层中的陶瓷相分布更均匀,从而提高熔层的组织致密性;激光重熔处理后熔层硬度值的梯度变化减弱,熔层的平均显微硬度与质量的稳定性均得到提高。     

钛合金表面激光熔覆NiCrBSi-TiC复合涂层的组织和摩擦磨损性能

在Ti-6Al-4V合金表面激光熔覆NiCrBSi-TiC复合涂层,利用扫描电镜和透射电镜分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层在大气和真空(P=10~(-5)Pa)环境中的摩擦磨损性能。结果表明,熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和γ-Ni+M_(23)(CB)_6共晶的基体上弥散地分布着未熔TiC颗粒和液析TiC。未熔TiC颗粒与基体γ-Ni之间具有外延生长的结合界面,液析TiC与基体γ-Ni结合界面干净、光滑。熔覆层在大气环境中的摩擦系数在0.3～0.4之间,磨损率比Ti-6Al-4V合金降低约一个数量级,在真空环境中的摩擦系数在0.4～0.5之间,磨损率比Ti-6Al-4V合金降低约一倍。     

高强铝合金的激光焊接头组织及力学性能

采用CO2激光器对高强铝合金2519-T87进行焊接,研究了其激光焊接头组织和力学性能特征,并与熔化极气体保护焊(MIG)焊接头的组织和力学性能进行了对比。实验结果表明,激光焊焊缝组织细小,晶界共晶相呈短棒状均匀分布,时效后焊缝中有大量细小θ′相均匀析出,且熔合线附近没有形成等轴晶区,而熔化极气体保护焊焊缝组织晶粒粗大,晶界共晶相呈长条网络状分布,时效后焊缝中的θ′相尺寸大,数量少,且分布不均匀,熔合线附近还存在一个较宽的等轴晶区。焊后时效激光焊接头抗拉强度可达到母材的74%,并且随着焊接速度的增加,接头抗拉强度随之增加,而熔化极气体保护焊焊接头抗拉强度仅仅只有母材的61%,且激光焊接头的热影响区(HAZ)中没有明显的软化区。     

激光重熔镍基合金火焰喷焊层组织及性能

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析不同激光工艺参数重熔后的Ni基合金火焰喷焊层及其经不同温度回火处理的显微组织和相组成,并进行了显微硬度和耐磨性测定.试验结果表明,重熔喷焊层的组织主要由γ-(Ni,Fe)固溶体和Cr23C6,Cr7C3,Cr2B,Cr2B,Fe3B,Fe2B等组成,与火焰喷焊层相比,显微组织得到进一步细化,硬度和耐磨性都有较大幅度的提高.在相同工艺条件下,激光扫描速度愈快,显微组织愈敛密、细小,硬度和耐磨性愈好,但重熔喷焊层的熔深较浅;不同激光工艺参数的重熔喷焊层,经不同温度回火后,硬度都得到了进一步的提高;扫描速眨为360 mm/min,经600 C×3 h回火后的重熔喷焊层硬度相比为最高.采用合适的激光重熔处理工艺及随后的热处理,或使Ni基合金火焰喷焊层进一步强化,使用性能得到进一步改善.     

激光熔化沉积Ti_2AlNb基合金的显微组织和拉伸性能

通过激光熔化沉积同步输送的Ti-22Al-25Nb合金粉末,在TA15钛合金基板上制备出Ti2AlNb基合金薄壁试样,分析了沉积态和热处理态Ti2AlNb基合金的微观组织、相组成,测试了沿沉积扫描方向热处理态材料在室温25℃和高温750℃下的拉伸性能。结果表明,激光熔化沉积Ti2AlNb基合金组织致密,沉积态和热处理态均由B2,α2和O相组成,热处理状态下,激光熔化沉积Ti2AlNb基合金室温和750℃下抗拉强度分别为1012 MPa和702MPa,延伸率分别为1.8%和2.2%。     

宽带激光熔覆NiWC梯度复合涂层组织与性能

采用自重送粉法,在40Cr钢表面用宽带激光熔覆了NiWC复合梯度涂层。RDX分析表明,NiWC复合梯度涂层熔覆区主要是由γNi、M23C6、M7C3、Ni3B、WC和W2C所构成。涂层组织形貌特征随着由Ni-50%WC、Ni-25%WC、Ni-10%WC和Ni基合金各亚层的渐次过渡而发生明显变化在复合梯度涂层熔覆区各亚层交界处因激光重熔作用其显微硬度明显降低,致使熔覆区沿层深方向出现了几个软化微区;在干滑动摩擦磨损条件下,Ni-WC复合梯度涂层具有很高的耐磨性,其主要磨损机制为磨粒磨损和WC颗粒剥落磨损。     

添加Mn对激光制备Al1.3FeCoNiCuCr涂层组织和性能的影响

通过预置法实现在921A钢上激光熔覆制备高熵合金Al1.3FeCoNiCuCr涂层, 研究了以Mn为杂质元素时, 不同添加量对高熵合金组织、相结构和性能的影响。结果表明, 单纯Al1.3FeCoNiCuCr微观组织为简单的枝晶组织, 涂层仅由bcc相和fcc相组成, 没有金属间化合物。随着Mn的增加, Al、Ni和Cu的含量相应提高, Fe和Cr的含量则逐渐降低, 总体趋向于更加接近设计的成分;和所有其它元素不同之处是, Al明显偏析于枝晶内。XRD分析发现, bcc相的相对强度随Mn的增加而下降, 当Mn添加量达到w(Mn)＝3%时, bcc相基本消失。此外, Al1.3FeCoNiCuCr涂层显微硬度随着Mn含量的增加小幅降低, 当Mn添加量由0增加到w(Mn)＝4%时, 其平均显微硬度由HV0.2 581逐渐降低到HV0.2 547。     

高功率激光熔凝AZ91HP镁合金组织和性能

在真空条件下对AZ91HP镁合金进行了高功率激光熔凝处理。研究结果表明,在高功率激光快速扫描下,熔凝层主要由分布于α-Mg枝晶间的板条状β-Mg17Al12构成,硬质相β-Mg17Al12含量较原始镁合金有所增加。随激光功率增加,熔凝层树枝晶尺寸逐渐增大,且长度方向上的增加幅度约为宽度方向上增加幅度的10倍。由于枝晶细化和β-Mg17Al12的强化作用,与原始镁合金相比,熔凝层的硬度约提高90%左右,耐磨性提高78%,耐蚀性显著提高。