【摘要】：再制造技術(shù)是以產(chǎn)品全生命周期設(shè)計和管理,以廢舊機械零部件(如磨損等失效零件)作為對象,恢復(fù)廢舊零部件原始尺寸、并且恢復(fù)甚至提升其服役性能的材料成形技術(shù)的統(tǒng)稱。激光熔覆再制造是一種先進(jìn)的再制造方法,激光熔覆技術(shù)利用高能激光束對基體和粉末進(jìn)行局部加熱,基體形成小區(qū)域熔池,粉末熔化后進(jìn)入熔池形成冶金結(jié)合的先進(jìn)制造技術(shù)。具有結(jié)合強度高,材料消耗少,熱影響區(qū)小,涂層稀釋率低,變形小,冷卻速度快,組織致密,能制造梯度材料等特點。本文以鎳基合金為熔覆粉末材料,Q235鋼為基體,研究了激光熔覆再制造技術(shù)的工藝基礎(chǔ)問題。激光熔覆是點到線再到面累積的過程,工藝參數(shù)之間的配合在激光熔覆中尤為重要,單道激光熔覆的研究是所有后續(xù)研究的基礎(chǔ)。通過工藝參數(shù)單因素實驗對激光功率、送粉速度、掃描速度和成形質(zhì)量影響關(guān)系進(jìn)行研究,得到單因素工藝參數(shù)對幾何形貌的影響機理;通過多因素實驗研究單道激光熔覆成形工藝參數(shù)影響規(guī)律,得到優(yōu)化的匹配工藝參數(shù),對金相組織和硬度進(jìn)行測試,得到激光熔覆層不同區(qū)域性能。在激光熔覆表面修復(fù)技術(shù)中,面的熔覆是基礎(chǔ),面是由線組成的,不同軌跡之間搭接距離將對修復(fù)精度產(chǎn)生直接影響,搭接過程中會產(chǎn)生搭接不足、搭接過度和搭接良好等搭接現(xiàn)象,通過對相鄰兩道熔覆軌跡進(jìn)行搭接,建立數(shù)學(xué)模型,計算搭接中心距,獲得表面平整度高、成形性能優(yōu)異的多道搭接熔覆層。激光熔覆是復(fù)雜的多場耦合過程,氣-粉二相流場是激光熔覆材料輸送的重要部分,氣-粉流場的穩(wěn)定性,均勻性將直接影響熔覆質(zhì)量。針對送粉速度和氣流量兩個參數(shù)對粉末匯聚的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過粉末力學(xué)性能和流變特性對粉末在氣流中的受力進(jìn)行機理研究,獲得了影響激光熔覆氣-粉二相流場的主要參數(shù),并研究了熔深對粉末匯聚性的影響,為提高激光熔覆效率提供了支持。
[Abstract]:The technology of remanufacturing is to design and manage the whole life cycle of the product, take the parts of used machinery (such as worn out parts) as the object, and restore the original size of the used parts. And to restore or even improve its service performance of the material forming technology. Laser cladding remanufacturing is an advanced remanufacturing method. Laser cladding technology uses high energy laser beams to locally heat the matrix and powder, and the matrix forms a small melting pool. The advanced manufacturing technology of metallurgical combination is formed by the powder melting into the molten pool. It has the characteristics of high bonding strength, less material consumption, small heat affected zone, low dilution rate of coating, small deformation, fast cooling rate, compact microstructure, and can be used to manufacture gradient materials. In this paper, the technological foundation of laser cladding and remanufacturing technology was studied with nickel base alloy as cladding powder material and steel Q235 as substrate. Laser cladding is a process of point-to-line accumulation, and the coordination of technological parameters is particularly important in laser cladding. The study of single-channel laser cladding is the basis of all subsequent studies. The influence of laser power, powder feeding speed, scanning speed and forming quality was studied by single factor experiment, and the influence mechanism of single factor process parameters on geometric morphology was obtained. The influence law of single pass laser cladding process parameters was studied by multi-factor experiment. The optimized matching process parameters were obtained. The microstructure and hardness of the laser cladding layer were tested and the properties of different regions of laser cladding coating were obtained. In the laser cladding surface repair technology, the surface cladding is the foundation, and the surface is composed of lines. The overlap distance between different tracks will have a direct impact on the repair accuracy, and there will be lapping deficiencies in the lap process. By lapping the two adjacent cladding tracks, the mathematical model was established, and the center distance was calculated to obtain the multi-pass lap cladding coating with high surface smoothness and excellent formability. Laser cladding is a complicated multi-field coupling process. The gas-powder two-phase flow field is an important part of laser cladding material transportation. The stability and uniformity of gas-powder flow field will directly affect the cladding quality. In this paper, the effects of velocity of powder feeding and gas flow rate on powder aggregation are studied numerically. The mechanical properties and rheological properties of powder are used to study the mechanism of the mechanical properties of powder in the air flow. The main parameters affecting the gas-powder two-phase flow field of laser cladding are obtained, and the influence of penetration depth on powder convergence is studied, which provides support for improving laser cladding efficiency.
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2220969