產品知識

  • 2022-04-18

    如何解決激光熔覆層的缺陷?

    激光熔覆具有廣泛的應用前景,但因其缺陷同時也限制了工業應用的大規模普及。激光熔覆層的缺陷有很多種,激光熔覆廠家,Z常見的是氣孔和裂紋。

    一、熔覆層中氣孔產生的原因及對策

    激光熔覆層厚度可達3.5mm以上,,熔覆層越厚,熔覆層的缺陷越多,熔覆層中常見的缺陷為氣孔。激光熔覆中氣孔產生的原因有:

    1.在激光熔覆過程中,保護氣體對激光熔覆保護不佳,使空氣中氧和氫進入熔覆層(有時也有保護氣成分)。

    2.熔覆層中的低熔成分(包括粘結劑)與揮發出來的蒸氣來不及析出,形成氣孔。

    3.粉末中含有水分,在熔覆過程中有機物和水蒸氣來不及析出形成氣孔。

    4.激光工藝參數選擇不當,搭接率不對在層間形成氣孔。

    二、 裂紋的控制

    國內外學者對激光熔覆層開裂問題進行了許多研究,探討了采用多種方法來克服激光熔覆層開裂問題。

    從激光熔覆層的設計來考慮 有人推導出了一個計算殘余應力的微分公式,提出了激光熔覆相的概念。包括化學相容性,組織相容性和物理相容性,據此設計激光熔覆層,可有效防止熔覆層開裂還有人提出了按激光熔覆層材料與基體材料膨脹系數得到匹配公式來設計激光熔覆層材料(包括合金粉和基體)。

    從優化激光熔覆工藝參數來考慮,采用優化激光熔覆工藝參數(激光功率,掃描速度,送粉率以及搭接率等)方法,可改善激光熔池的對流傳質狀態,以控制激光熔覆得到凝固過程,獲得組織細密,均勻,無雜質,偏析的熔覆層。

    添加某些合金元素或稀土氧化物,這種方法可提高潤濕性,增加激光熔覆層的韌性,例如,在基體表面采用激光熔覆Al2O3或ZrO2陶瓷層時,可添加量的Y2O3來改善陶瓷相對的潤濕性。改進激光熔覆的工藝方法 有人提出在激光熔覆過程中,采取預熱和后熱處理措施,以降低熔覆層的抗應力;許伯藩等均提成雙層預涂熔覆方法,以及二次激光熔覆方法。

    采取輔助措施(例如電磁攪拌輔助激光熔覆) 在激光熔覆過程中施加電磁攪拌是借助于電磁力強迫激光熔池內的熔體流運動,改善凝固過程中的熔體流動,傳熱和傳質,將樹枝晶打碎,達到細化和均勻的目的,電磁攪拌能細化熔覆層的組織晶粒,均勻組織結構,減少或抑制偏析和組織結構疏松,監督固液界面的溫度梯度,減少應力集中,提高覆層的韌性。因而在激光熔覆過程中輔加電磁攪拌能細化和均勻組織結構,減少夾雜,溫度梯度和應力集中,從而有利于減少或抑制激光熔覆層的裂紋。

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