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熔覆速度
熔覆速度V与激光功率P有相似的影响。熔覆速度过高,合金粉末不能完全融化,未起到优质熔覆的效果;熔覆速度太低,熔池存在时间过长,粉末过烧,合金元素损失,同时基体的热输入量大,会增加变形量。
激光熔覆参数不是独立的影响熔覆层宏观和微观质量,而是相互影响的。为了说明激光功率P、光斑直径D和熔覆速度V三者的综合作用,提出了比能量Es的概念,即:
Es=P/(DV)
即单位面积的辐照能量,可将激光功率密度和熔覆速度等因素综合在一起考虑。
激光熔覆是指:通过同步或预置材料的方式,将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中,并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法。
激光熔覆特点:熔覆层稀释度低但结合力强,与基体呈冶金结合,可显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、或电气特性,从而达到表面改性或修复的目的,满足材料表面特定性能要求的同时可节约大量的材料成本。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比,激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点,因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术,是指激光表面熔覆技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、及电气特性等的一种表面强化方法[.如对60#钢进行碳钨激光熔覆后,硬度达2200HV以上,耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后,将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比,发现前者的耐蚀性明显高于后者.
激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,降低成本,节约贵重稀有金属材料,因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视
比能量减小有利于降低稀释率,同时与熔覆层厚度也有一定的关系。在激光功率一定的条件下,熔覆层稀释率随光斑直径增大而减小,当熔覆速度和光斑直径一定时,熔覆层稀释率随激光束功率增大而增大。另外,随着熔覆速度的增加,基体的融化深度下降,基体材料对熔覆层的稀释率下降。
在多道激光熔覆中,搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的主要因素,搭接率提高,熔覆层表面粗糙度降低,但搭接部分的均匀性很难得到。熔覆道之间相互搭接区域的深度与熔覆道正中的深度有所不同,从而影响了整个熔覆层的均匀性。而且多道搭接熔覆的残余拉应力会叠加,使局部总应力值增大,增大了熔覆层裂纹的敏感性。预热和回火能降低熔覆层的裂纹倾向。