本文關(guān)鍵詞：內(nèi)孔激光熔敷頭及堆焊性能研究

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【摘要】：內(nèi)孔表面激光熔敷是一種新型材料表面強(qiáng)化技術(shù)。由于內(nèi)孔空間的限制，激光熔敷加工頭的設(shè)計(jì)相比于普通表面熔敷有其特殊性及難點(diǎn)，光路系統(tǒng)、熔敷粉末輸送系統(tǒng)等必須滿足內(nèi)孔表面熔敷的空間環(huán)境要求。目前國內(nèi)還沒有內(nèi)孔表面激光熔敷加工頭方面的相關(guān)研究報(bào)道。應(yīng)內(nèi)孔表面激光熔敷工程的需求，本文研究并開發(fā)了內(nèi)孔表面激光熔敷加工頭及內(nèi)孔表面激光熔敷技術(shù)。 研究開發(fā)的內(nèi)孔表面激光熔敷加工頭主體結(jié)構(gòu)包括激光光路系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、送粉系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)等。采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為準(zhǔn)直模塊、聚焦模塊、激光轉(zhuǎn)折模塊等。光路系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)裝置用于滿足加工頭光路調(diào)整的要求。激光采用光纖激光器，激光波長為1070nm�；趦�(nèi)孔表面激光熔敷加工頭的光路特殊性，光路傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用伽利略倒置光學(xué)傳輸系統(tǒng)，，其準(zhǔn)直鏡焦距為125mm、聚焦鏡焦距為300mm。激光熔敷加工頭模塊中加入保護(hù)氣氣路、送粉氣氣路及冷卻水路。 內(nèi)孔表面激光熔敷加工頭伸入內(nèi)孔熔敷合金粉末，本體高度61mm，離焦量+35mm,可熔敷直徑≥130mm、深度≤1000mm以內(nèi)的內(nèi)孔表面。內(nèi)孔表面激光熔敷加工頭額定激光功率4.0kW，可連續(xù)熔敷加工4小時(shí)。 采用研制的內(nèi)孔表面激光熔敷加工頭在SUS304不銹鋼表面進(jìn)行Co基合金+WC粉末的熔敷。激光功率在4.0kW以內(nèi)時(shí)，隨著激光功率的增大，熔敷層的顯微硬度呈先增大后減小的趨勢。激光功率在2.0kW時(shí)，熔敷層表面粗糙，粉末材料有未完全融合的情況。激光功率4.0kW時(shí)，熔敷層得到過量的熱輸入，WC顆粒燒蝕嚴(yán)重，組織內(nèi)氣孔裂紋缺陷較多。隨著WC含量的增大，熔敷層的稀釋率增大，當(dāng)WC含量為30wt%時(shí)，熔敷層的耐磨損性能最好，當(dāng)WC超過30wt%后，隨著WC含量的增加，熔敷層的耐磨性降低。獲得良好熔敷層性能的最佳熔敷參數(shù)為激光功率3.0kW，WC質(zhì)量分?jǐn)?shù)30wt%、離焦量+35mm、熔敷速度550mm/min、送粉量22g/min、保護(hù)氣流量20L/min、送粉器流量7L/min。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1273030