本文選題：激光熔覆　切入點：激光-TIG電弧復合熱源熔覆　出處：《蘭州理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在抽油泵、礦山支架、核閥、航空發(fā)動機葉片等高附加值工件表面對于表面熔覆方法的要求越來越高。特殊性能的高附加值工件表面工作環(huán)境苛刻,對質(zhì)量和性能要求高,需要達到冶金結(jié)合,主要采用堆焊熱源;激光、等離子弧、TIG都是常用的堆焊熱源,但單一熱源具有熱源特性調(diào)控范圍窄、熔覆效率低、稀釋率大、裂紋傾向明顯等問題。為了解決這一問題提出一種矩形大光斑半導體激光-TIG電弧復合熱源表面熔覆方法。首先,建立激光-TIG電弧復合熱源熔覆實驗系統(tǒng)原型,分析了激光-TIG電弧復合熱源特性,以Q235鋼為基體材料,采用預置粉末法進行單TIG熱源、大光斑半導體激光熱源、激光-TIG電弧復合熱源表面熔覆Ni60A合金粉末單道熔覆試驗;分析了不同熱源工藝參數(shù)(激光功率、掃描速度、離焦量、TIG電流)對單道熔覆層宏觀形貌、熔寬、熔高、稀釋率、高寬比、浸潤角等成形特征參數(shù)的影響。其次,根據(jù)不同熱源模式的作用和單層單道熔覆層橫截面的形貌特征,將單道熔覆層成形分成了六種模式。通過對不同熱源模式、母材和粉末熔化、傳熱與成形特征關(guān)系的分析,揭示了六種熔覆層成形模式的形成機理。對比不同外加熱源的作用,可知激光-TIG電弧復合熱源可以增大獲得理想熔覆層的工藝范圍。最后,分析不同熱源表面熔覆方法的工藝參數(shù)與熔覆層質(zhì)量兩者間的聯(lián)系:采用掃描電鏡、XRD、EDS(能譜分析)、顯微硬度計等檢測手段分析單激光、單TIG、半導體激光-TIG電弧復合不同熱源參數(shù)對熔覆層質(zhì)量的影響。結(jié)合不同熱源表面熔覆方法的工藝參數(shù)、熔覆層性能、熔覆層成形三者間的聯(lián)系,得到最優(yōu)的單道熔覆工藝參數(shù);并通過優(yōu)化單層多道搭接工藝參數(shù),獲得質(zhì)量、性能良好的單層多道熔覆層,并在工程實際中得到了應用。
[Abstract]:On the surface of high value-added workpiece such as sucker pump, mine support, nuclear valve, aeroengine blade and so on, the surface cladding method is more and more demanding. Laser and plasma arc TIG are common heat sources for surfacing welding, but single heat source has narrow control range of heat source characteristics, low cladding efficiency and high dilution rate. In order to solve this problem, a surface cladding method of semiconductor laser TIG arc composite heat source with rectangular large spot is proposed. First, the prototype of laser TIG arc composite heat source cladding experiment system is established. The characteristics of laser TIG arc composite heat source were analyzed. The single TIG heat source, large spot semiconductor laser heat source and laser TIG arc composite heat source surface cladding Ni60A alloy powder on the surface of Q235 steel were tested by preset powder method. The effects of different heat source process parameters (laser power, scanning speed, defocus and TIG current) on the macroscopic morphology, width, melting height, dilution rate, aspect ratio and infiltration angle of single pass cladding layer are analyzed. According to the effect of different heat source modes and the morphology of cross section of single pass cladding layer, the single pass cladding layer forming is divided into six modes. The relationship between heat transfer and forming characteristic is analyzed by analyzing different heat source mode, base metal and powder melting, heat transfer and forming characteristic. The forming mechanism of six kinds of cladding forming modes is revealed. Compared with different external heat sources, the laser TIG arc composite heat source can increase the technological range of obtaining the ideal cladding layer. The relationship between process parameters and cladding quality of different heat source surface cladding methods is analyzed. Single laser is analyzed by means of scanning electron microscope (SEM) XRDX EDS (Energy Spectrum Analysis, Microhardness Meter), etc. The influence of different heat source parameters on the quality of the cladding layer by single TIGand semiconductor laser TIG arc compounding, combining with the technological parameters of the surface cladding method of different heat sources, the properties of the cladding layer, and the relationship among the three factors, the forming of the cladding layer, The optimum single pass cladding process parameters are obtained, and the single layer multipass cladding layer with good quality and good performance is obtained by optimizing the single layer multi-pass lap process parameters, and it is applied in engineering practice.
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：1572911