激光熔覆技術(shù)是以高能激光束為能量輸入在需要強化修復(fù)的金屬表面生成滿足預(yù)期需求涂層的表面改性技術(shù),該技術(shù)中激光束功率、位置和形狀等易控制,容易實現(xiàn)選區(qū)甚至微區(qū)熔覆,且涂層材料選擇靈活,在球墨鑄鐵軋輥修復(fù)方面有著重要意義。本論文圍繞球墨鑄鐵激光熔覆表面修復(fù)展開,探索總結(jié)球墨鑄鐵表面激光熔覆技術(shù)存在的阻礙與難點,應(yīng)用304不銹鋼、Ni25鎳基合金、F321不銹鋼、Stellite6鈷基合金作為熔覆涂層材料,進行有效激光熔覆方案的實驗研究。研究中通過不同熔覆參數(shù)的調(diào)整,制備出形成冶金結(jié)合的熔覆涂層,借助分析設(shè)備,對制備樣品的宏觀形貌、微觀組織、硬度分布等進行研究總結(jié),得出優(yōu)化的熔覆工藝參數(shù):熔覆粉末預(yù)置厚度1mm,功率1100W,掃描速度100 mm/min。表面熔覆材料以鎳基合金綜合效果最優(yōu),硬度過渡平穩(wěn),可有效緩解基體熱影響區(qū)開裂造成的缺陷。此外,鑒于球墨鑄鐵激光熔覆的一個重要挑戰(zhàn)是獲得一個形狀可控、結(jié)構(gòu)致密、穩(wěn)定無裂紋且附著良好的熔覆軌跡,論文以水平集方法、動量守恒定律、質(zhì)量守恒關(guān)系、能量守恒關(guān)系為基礎(chǔ),對這一工藝下的外觀成型仿真進行了有限元模型的搭建,并通過更改仿真參數(shù)進行測試。通過測... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

絲材激光熔覆加工示意圖

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文13進入熔池，在激光與熔池?zé)嵩吹闹苯咏佑|下充分熔化，并使涂層材料與基體表層材料一定程度上相混合，達到緊密結(jié)合二者的效果[8]。該同步送粉的熔覆加工形式如圖1-2所示。其工藝加工流程主要包括三步，基體材料表面的預(yù)加工處理、一并進行的送粉操作與激光加熱熔化，以及最后進行的后熱處理。同步送粉熔覆的加工過程中，自動化易實現(xiàn)、激光能量利用率高、成形氣孔較少性良好[9]。3)預(yù)置粉末式熔覆此種熔覆方式是在工過程開始之前將涂層材料粉末以噴涂或粘合[10]的方式預(yù)先鋪置在待加工工件表面之后利用激光束能量對其進行激光加工的熔覆方法[8]。相關(guān)符合要求的涂層材料一般以板材、絲材或者粉末的形式預(yù)先鋪置加入。幾種形式的涂層材料當(dāng)中，一般以粉末形式進行鋪置的操作較為常見。通常預(yù)置粉末式的激光熔覆加工的工藝步驟可以分為：待加工材料表面的預(yù)處理、涂層材料的鋪置、激光掃描熔化，以及最后進行的后熱處理。在這當(dāng)中的熔覆加工形式如圖1-3所示。圖1-2同步送粉式激光熔覆加工示意圖Figure1-2Illustrationforsynchronouspowderfeedinglasercladding圖1-3預(yù)置粉末式激光熔覆加工示意圖Figure1-3Illustrationforpresetpowderlasercladding

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文13進入熔池，在激光與熔池?zé)嵩吹闹苯咏佑|下充分熔化，并使涂層材料與基體表層材料一定程度上相混合，達到緊密結(jié)合二者的效果[8]。該同步送粉的熔覆加工形式如圖1-2所示。其工藝加工流程主要包括三步，基體材料表面的預(yù)加工處理、一并進行的送粉操作與激光加熱熔化，以及最后進行的后熱處理。同步送粉熔覆的加工過程中，自動化易實現(xiàn)、激光能量利用率高、成形氣孔較少性良好[9]。3)預(yù)置粉末式熔覆此種熔覆方式是在工過程開始之前將涂層材料粉末以噴涂或粘合[10]的方式預(yù)先鋪置在待加工工件表面之后利用激光束能量對其進行激光加工的熔覆方法[8]。相關(guān)符合要求的涂層材料一般以板材、絲材或者粉末的形式預(yù)先鋪置加入。幾種形式的涂層材料當(dāng)中，一般以粉末形式進行鋪置的操作較為常見。通常預(yù)置粉末式的激光熔覆加工的工藝步驟可以分為：待加工材料表面的預(yù)處理、涂層材料的鋪置、激光掃描熔化，以及最后進行的后熱處理。在這當(dāng)中的熔覆加工形式如圖1-3所示。圖1-2同步送粉式激光熔覆加工示意圖Figure1-2Illustrationforsynchronouspowderfeedinglasercladding圖1-3預(yù)置粉末式激光熔覆加工示意圖Figure1-3Illustrationforpresetpowderlasercladding

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]結(jié)晶器銅板表面激光熔覆強化的實驗研究[D]. 高森.上海交通大學(xué) 2013
[9]同軸送粉式激光熔覆氣體—粉末流對熔池形貌的影響研究[D]. 李媛媛.湖南大學(xué) 2012
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本文編號：3318181