钛合金单道激光熔覆工艺的研究

为获得钛合金单道单层激光熔覆的最优工艺参数,采用正交实验方法,进行激光熔覆成形试验。先找出激光功率、扫描速度和送粉速率对熔覆层几何尺寸的影响规律,再对比不同工艺条件所得熔覆层的表面及截面质量。通过对比分析,得到一组用于单道单层激光熔覆的最佳工艺参数组合,为以后激光熔覆成形试验提供了数据参考。     

齿轮轴激光熔覆轴变形的分析与控制

建立齿轮轴齿面激光熔覆过程中的应力场数值计算模型,利用有限元计算分析软件ANSYS对激光熔覆过程中齿轮轴的径向变形量进行了数值分析。计算结果表明,在采取顺序熔覆的工艺条件下,齿轮轴的径向变形将无法避免,且变形量随着扫描次数的增加而加剧,若无其他控制形变的措施,则必然导致其形变超出允许范围。采取对称熔覆工艺,可对轴的径向变形产生一定的补偿和抵消效果,有益于控制齿轮轴形变。对采用两种熔覆工艺后的轴径向变形分别进行了试验和测量。试验结果表明,采取对称熔覆工艺后,其径向跳动量小于顺序熔覆工艺条件下的1/3,计算分析与试验结果吻合,说明该工艺具有较好的控制齿轮轴形变的作用,可以推广应用于其他轴类零部件的激光熔覆修复工作。     

薄钢板直接电加热熔覆工艺的研究

在自制的电加热设备上对薄钢板的熔覆工艺进行了初步的试验，并对试验材料进行了组织分析和性能分析，试验结果表明了这种熔覆工艺的可行性。     

Fe-Al金属间化合物对钢表面增强工艺参数的影响

进行了Q235钢表面的预制粉末覆层的等离子熔覆,研究了等离子熔覆工艺对熔覆层表面成形的影响,在此基础上得到了合适的熔覆工艺参数.进行了熔覆层组织的金相分析及熔覆层显微硬度测量与分析.结果表明,熔覆电流、焊枪摆动频率、熔覆速度的改变均能引起热输入的明显变化,影响熔覆层组织形态,基体熔化程度,以及界面的结合状态,进而影响熔覆层的耐磨性及耐腐蚀性.试验条件下的最佳熔覆工艺参数为熔覆电流130 A,熔覆速度5 cm/m in,焊枪摆动幅度4 mm,摆动频率0.4 Hz.     

激光熔覆修复齿轮轴工艺研究

采用激光熔覆工艺对某船用减速齿轮箱齿轮轴的磨损齿面进行尺寸修复.为制定合理的修复方案,建立了齿轮轴齿面激光熔覆温度场模型,通过计算分析,结合样块试验,确定了修复过程中的激光熔覆主要工艺参数;选用单向送粉双向扫描的熔覆方法,解决了熔覆层开裂的问题;针对计算结果中出现的齿面进出端和齿顶热集中效应和热冲击效应引起的过烧现象,提出了搭接熔覆和包覆熔覆的熔覆工艺,较好地消除了过烧现象.最终在磨损轮齿上得到了厚度达0.7mm质量稳定的优质熔覆层,完成了磨损轮齿的尺寸修复.该激光熔覆工艺可为类似的修复问题提供借鉴和指导.     

自动送粉法激光熔覆的工艺操作图

使用自动送粉装置及２ｋＷｏ、ＣＯ＿２激光器在Ｑ２３５钢板上进行钴基合金的激光熔覆试验，研究了激光熔覆过程中主要综合工艺多数对熔覆层宏观形貌的影响以及激光熔覆临界状态与最佳状态间的联系。以此为依据建立了自动送粉法激光熔覆的工艺操作图。     

自动送粉法激光熔覆的工艺操作图

使用自动送粉装置及２ｋＷ ＣＯ２激光器在Ｑ２３５钢板上进行钴基合金的激光熔覆试验，研究了激光熔覆过程中主要综合工艺参数对熔覆宏观形貌的影响以及激光熔覆临界状态与最佳状态间的联系，以此为依据建立了自动送粉法激光熔覆的工艺操作图。     

工艺参数对铜合金激光熔覆层性能的影响

运用激光熔覆方法在球墨铸铁基体上熔覆铜合金涂层，试验分析了激光工艺参数（激光功率，扫描速度）对熔覆层组织和性能的影响， 从而得到最佳工艺参数。     

单向送粉双向扫描激光熔覆工艺防止裂纹的试验研究

在无预热、后处理等条件下,利用CO2激光器在45钢表面进行了Ni60合金粉末熔覆的试验研究。结果表明,采用单向送粉双向扫描工艺进行单道熔覆或多道搭接熔覆,皆可有效地避免熔覆层裂纹,并能提高熔覆层表面平整度。     

基于PID的模具激光熔覆再制造工艺控制研究

采用增量式PID算法建立了模具连续CO2激光熔覆工艺控制模型,并对其进行了仿真试验.结果表明,与传统控制方法相比,基于神经网络的PID技术的新型控制模型具有更好的自适应性、鲁棒性和控制精度,改进并优化了模具激光熔覆再制造工艺.该新型控制模型可以推广应用到其他种类的模具激光熔覆工艺过程控制中.     

灰铸铁激光熔覆铁基和镍基粉末的比较*

采用高功率横流CO2激光器,以铁基和镍基合金粉末为熔覆材料,用同步送粉法在灰铸铁基体材料上进行激光熔覆试验,并对熔覆层组织和性能进行比较分析。结果表明,激光熔覆镍基时覆层内的组织较铁基合金熔覆层组织均匀细致;熔覆镍基和铁基粉末合金层与基体结合紧密成冶金结合;结合区的组织晶粒细小,合金碳化物含量高,其硬度也最高。用正交试验法分析激光功率、扫描速度、熔覆层数对熔覆效果、表面硬度的影响规律,获得激光熔覆层表面硬度显著提高;对表面硬度影响最大的因素是扫描速度,其次是激光功率,熔覆层数则影响不大。熔覆Fe35合金粉末综合优化参数为扫描速度300mm/min、激光功率4.0kW、熔覆二层。熔覆Ni20A合金粉末优化参数为扫描速度400mm/min、激光功率4.0kW。     

激光熔覆修复青铜零件的实验研究和工程应用

青铜具有极好的耐海水腐蚀性和耐磨损性能,在舰艇、船舶中大量存在青铜零件,但对这些零件进行修复非常困难。由于青铜对激光的强烈反射及其优良的热传导性,给激光熔覆修复青铜零件带来了很大的困难。通过激光熔覆修复实验,优化了激光熔覆修复工艺参数。在对激光熔覆修复过程进行最优控制的条件下,获得了界面结合良好、耐腐蚀性和耐磨损性均符合要求的激光熔覆修复试样。在此基础上,实现了对实际舰船青铜零件的激光熔覆修复。     

金属构件激光熔覆强化的研究

以45钢作为基体材料,对激光熔覆工艺参数中的激光熔覆功率、扫描速度对熔覆层质量的影响进行了探讨,并得出最佳的激光熔覆工艺参数。对试件进行了激光熔覆修复实验,修复后试件的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀等性能得到明显提高。     

38CrMoAl钢表面激光熔覆Ni基合金工艺研究

利用正交试验法对38CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时激光功率、扫描速度和离焦量等工艺参数进行优化,得到熔覆层硬度和耐磨性能较为优良的参数组合,并研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层性能的影响.结果表明,选择激光功率2.0 kW,离焦量40 mm,扫描速度6 mm/s作为35CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时的工艺参数,熔覆层硬度可以达到880.5 HV,相对耐磨性为2.26.     

激光-感应复合熔覆WC-Ni涂层极限条件研究

为解决熔覆层易开裂、熔覆效率低的问题以及合理地选择工艺参数.进行了激光-感应复合熔覆Ni基WC涂层的实验,定义了激光高速扫描下的极限熔覆状态,研究了激光比能与粉末面密度对熔覆层宏观形貌的影响规律.结果表明,最小激光比能、最大熔覆层厚度、接触角均与最大粉末面密度呈线性关系;激光-感应复合熔覆速度达3000 mm/min,送粉率达82.7 g/min,相对单纯激光熔覆技术的效率提高了近5倍,而且获得的Ni60A+20%WC涂层经检测无裂纹.     

激光熔覆层力学性能评价方法的研究

提出了采用改进的拉伸试验来评价激光熔覆层力学性能的新方法。它可以比较快速而准确地综合反映激光熔覆层的力学性能。     

激光熔覆过程模拟

建立了简化二维非稳态温度场数值模型,模拟了一个平板试验件激光熔敷过程,采用ANSYS软件对温度场的分布进行了求解,其计算结果与已有文献结果吻合较好,表明可以采用此计算方法提供的初始温度值和非接触测量温度变化量来控制激光熔敷工艺参数.     

激光熔覆快速成型致密金属零件的试验研究

激光熔覆成型能改善快速成型技术的基本工艺使之能够在快速，精确制造零件的同时提高零件的强度等力学性能，使快速成型技术突破目前多用来制造原型和模型的现状，直接生产高性能零件。本文对激光熔覆快速成型致密金属零件进行试验研究，介绍了试验装置的组成，通过单层和多层试验研究，获得了激光功率，扫描速度和光斑直径对激光熔覆成型的影响规律，获得了激光熔覆成型的金属零件。     

变形铝合金激光熔覆工艺研究

为应用激光熔覆法修复涡桨发动机螺旋桨叶腐蚀损伤，利用CO2连续激光器在LYl2基材表面进行铝基合金粉末熔覆试验。分析了激光功率、扫描速度和光斑直径等工艺参数对熔覆效果的影响，观测了熔覆层的组织特征与性能。结果表明，要获得表面平整、内部无明显缺陷的熔覆层，存在激光功率阈值；熔覆层高度和熔深以及稀释率随激光功率的增加而增大，随扫描速度而降低；熔覆层的宽度主要取决于光斑直径。熔覆层组织为均匀细小的等轴晶，靠近基体界面的位置有较大尺寸的柱状晶存在，晶轴与熔合线垂直，尺寸可达20gm以上。熔覆层的显微硬度在100～110HV之间，较基体降低约30％。     

不锈钢表面激光熔覆镍基合金涂层的数值模拟与试验

为改善不锈钢表面熔覆质量,探究能量密度对不锈钢表面激光熔覆镍基合金涂层质量的影响,利用Visual-Environment数值模拟软件,基于高斯体热源模型,通过改变激光功率获得不同的能量密度输入,对304不锈钢表面激光熔覆Ni35合金涂层的过程进行了数值模拟分析,并采用相应能量密度对应的激光功率进行试验验证。模拟结果表明,激光功率为900 W,扫描速度为6 mm/s,光斑半径为1 mm时,对应的激光能量密度为75 J/mm²,所得温度分布云图峰值温度2459.55℃,在较合理的温度范围内(2400～2600℃)。试验验证结果显示,该工艺参数下熔覆层宏观形貌较好且微观组织致密,基体与涂层间形成了良好的冶金结合。