【摘要】：半導(dǎo)體激光熔覆要獲得鋪展良好接觸角較小的熔覆層,通常需要使用高功率激光。然而,高功率激光帶來良好成形的同時也引出了熱沖擊作用較強(qiáng)、殘余應(yīng)力較大、熔覆層易產(chǎn)生裂紋、基體熔化量增多對熔覆層成分造成稀釋等問題,并且高功率激光也將大幅提高整套熔覆設(shè)備的購置以及維護(hù)成本。將TIG電弧與激光復(fù)合,充分利用兩種熱源各自的優(yōu)勢,在較小的熱輸入下可以得到鋪展良好、稀釋率小的熔覆層,不失為解決以上問題的一個良好方案。由于不同熔覆材料、基體材料的化學(xué)成分、熱物理性能差異較大,要得到良好成形的對應(yīng)的工藝參數(shù)需要經(jīng)過大量的工藝試驗,制約了半導(dǎo)體激光與電弧復(fù)合熱源在表面熔覆領(lǐng)域的應(yīng)用。為了深入研究激光電弧復(fù)合熱源熔覆成形機(jī)理,提出采用高速攝像機(jī)采集各種熱源下金屬粉末的熔化過程,對粉末熔化過程進(jìn)行片段化處理,從工藝參數(shù)對成形動態(tài)過程影響的角度揭示了各工藝參數(shù)對復(fù)合熱源特性、熔覆層成形的影響規(guī)律,以此來解釋各熱源在復(fù)合熱源中起到的作用。搭建了針對半導(dǎo)體激光與TIG復(fù)合熔覆工藝的高速攝像系統(tǒng),用這一系統(tǒng)采集了不同熱源下304不銹鋼作為基體上Ni60固態(tài)粉末熔化、匯聚、熔合、鋪展、成形的過程,歸納總結(jié)出動態(tài)成形過程包含的5個特征行為。提取了特征行為之間的間隔時間用以表征成形動態(tài)過程各階段完成的快慢(各階段對能量的需求高低);提取液態(tài)熔滴的接觸角以反映鋪展能力。分析了各熱源工藝參數(shù)的變化對成形動態(tài)過程以及液態(tài)熔滴鋪展性的影響。分析了成形過程中各特征行為下液態(tài)熔滴的受力、受熱、熱傳導(dǎo)形式。從力與熱兩個角度分析了TIG電弧引入為成形過程帶來的變化并分析了一些典型成形的形成機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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9 高慧;相s

本文編號：2726254