激光寬帶熔覆裝置及工藝研究.pdf

1、利用反射寬帶聚焦鏡將lOkW激光器發(fā)出的圓形多模激光束轉(zhuǎn)換成能量分布較均勻的線形光斑，獲得了單道40mm寬的激光寬帶熔覆層。在進(jìn)行大面積表面涂覆時(shí)，激光寬帶熔覆可以大大提高熔覆效率，減少搭接區(qū)，改善熔覆層質(zhì)量，因而在航空航天、汽車、冶金、石油、化工等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文改進(jìn)刮板式送粉器，使送粉更為均勻、穩(wěn)定；研制粉末分流器，用針管制成排針可調(diào)式送粉噴嘴，獲得了多道式寬帶送粉系統(tǒng)；選擇優(yōu)化的工藝參數(shù)，在20鋼和不銹鋼基體

2、表面熔覆鐵基、鎳基粉末，并進(jìn)行激光多道搭接和疊層試驗(yàn)。 對(duì)各種寬帶熔覆試件外貌進(jìn)行觀察分析：單道熔覆層表面不同程度地出現(xiàn)波紋狀褶皺；在掃描方向上熔覆層厚度基本均勻，在寬度方向上，略呈弓狀。多道搭接表面基本平整，但在搭接區(qū)略有凹陷。寬帶疊層試驗(yàn)獲得了lOmm厚的熔覆層，表面光滑。 試件的顯微組織和顯微硬度分析表明：單道寬帶熔覆層與基體結(jié)合界面處為平行枝晶組織，且垂直界面生長，晶粒粗大；中部晶粒變細(xì)，呈現(xiàn)有序方向性；表層則為

3、無序枝晶組織。同種基體和熔覆材料的厚薄兩種涂層，薄層的顯微組織較粗大；20鋼和不銹鋼基體熔覆同種粉末，前者界面處白亮帶較寬；同種基體分別熔覆鐵基粉末和鎳基粉末，前者界面處白亮帶基本呈一直線，而后者則出現(xiàn)有起伏的曲線。熔覆層顯微硬度基本均勻一致。 多道寬帶搭接熔覆層搭接區(qū)組織比非搭接區(qū)組織粗大；在界面上，從非搭接區(qū)過渡到搭接區(qū)時(shí)，白亮帶呈現(xiàn)有起伏的曲線。多道搭接熔覆層搭接區(qū)硬度值因重復(fù)受熱產(chǎn)生二次析出而高于非搭接區(qū)硬度值。