| 超声对激光熔覆成形中熔池润湿行为的影响研究 |
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| 引用本文： | 姚喆赫,沈奇艳,葛宏江,王振,董刚,叶钟,李琳,姚建华. 超声对激光熔覆成形中熔池润湿行为的影响研究[J]. 表面技术, 2022, 51(10): 20-29 |
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| 作者姓名： | 姚喆赫 沈奇艳 葛宏江 王振 董刚 叶钟 李琳 姚建华 |
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| 作者单位： | 浙江工业大学 激光先进制造研究院，杭州 310023 ;浙江工业大学 机械工程学院，杭州 310023;高端激光制造装备省部共建协同创新中心，杭州 310023;杭州汽轮机股份有限公司，杭州 310020;英国曼彻斯特大学 激光加工研究中心，曼彻斯特 M13 9PL，英国 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（52175443、U1809220）；浙江省属高校基本科研业务费专项资金（RF-B2020002）；浙江省公益技术应用研究项目（LGG20E050019） |
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| 摘 要： | 目的 对比有无超声作用下熔体润湿行为，阐明超声对于熔体润湿行为的影响及作用机制，为超声辅助激光熔覆高质量成形提供参考。方法 基于高速相机拍摄研究了超声对于液滴润湿性的作用效果，进而研究了超声辅助激光熔覆过程中熔池的润湿行为，使用Canny算法提取熔池轮廓，采用体视显微镜和共聚焦显微镜观察试样宏观形貌，采用光学显微镜观察分析微观组织。结果 将超声振动施加于金属液滴，其在基板表面润湿性增强，金属液滴与基板接触面积增大39.3%。在熔覆过程中引入超声振动，熔池面积显著增大。随着超声功率比的增强，熔覆层的熔高降低，熔深减小，熔宽逐渐增大，熔覆层逐渐由弧形轮廓变为扁平。当超声功率比为80%时，熔覆层高度为无超声下的75.2%，熔覆层和基体之间的润湿性显著改善。在微观形貌上，超声能够改变晶粒生长方向，抑制枝晶外延生长。结论 超声振动作用于激光熔覆过程中，促进了熔体的润湿作用且加大了熔池流动性。熔体润湿行为的改变导致扁平熔覆层形状的形成，熔覆过程中熔池面积增大，熔池流动性增强，导致晶粒生长方向与枝晶长度的改变。
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| 关 键 词： | 激光熔覆；超声振动；润湿行为；熔池；宏观形貌；微观组织 |
Influence of Ultrasound on the Wetting Behavior of Molten Pool in Laser Cladding |
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| YAO Zhe-he,SHEN Qi-yan,GE Hong-jiang,WANG Zhen,DONG Gang,YE Zhong,LI Lin,YAO Jian-hua. Influence of Ultrasound on the Wetting Behavior of Molten Pool in Laser Cladding[J]. Surface Technology, 2022, 51(10): 20-29 |
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| Authors: | YAO Zhe-he SHEN Qi-yan GE Hong-jiang WANG Zhen DONG Gang YE Zhong LI Lin YAO Jian-hua |
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| Affiliation: | Institute of Laser Advanced Manufacturing,Hangzhou 310023, China ;College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310023, China ;Collaborative Innovation Center of High-end Laser Manufacturing Equipment, Hangzhou 310023, China;Hangzhou Steam Turbine Co., Ltd., Hangzhou 310020, China;Laser Processing Research Centre, University of Manchester, Manchester M13 9PL, UK |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | laser cladding ultrasonic vibration wetting behavior molten pool macroscopic morphology microstructure |
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