激光熔覆工艺参数对基体熔化面积和基体熔化形状的影响

在本研究中，光纤激光器的应用 包层 通过离轴 粉末注射被研究为一种表面处理或涂层工艺。本研究的目的是分析影响 激光功率， 粉末 喂食率，和 包层速度熔化池形状。这效果还研究了包覆珠基材熔化区域工艺参数的变化。本文还讨论了激光束能量输入熔池的影响。本研究基于单道熔覆层，添加剂材料 使用的是316L不锈钢和S355结构钢作为基材 材料。 通过主激光器的系统变化 包层 工艺参数 （包层 速度、激光功率和 粉末 进料率），工艺参数' 影响对包覆珠形状进行了研究。工艺参数通过使用实验设计方法。这种多级全因子方法通过实验（通过使用初步测试结果）优化了测试矩阵。通过统计分析 结果，观察到激光功率和 粉末 进给速度是主要因素 控制基材熔化区。本研究成功建立了主激光器之间的关系包层工艺变量和基材熔化面积和基材熔化形状。这分析 得出的结论是低 粉末 喂食率和 包层 速度熔化基材 材料从而增加稀释。然而，还观察到在某些情况下，包覆焊道侧面的渗透比中间少。此外，当粉末 进给速度增加。

基数 材料， 在此过程中融化 包层 工艺，是激光熔覆层质量的主要利益之一 分析。 基材熔化 材料确保两者之间的良好冶金结合 包层 层和基材材料。 然而，基材的熔化 材料导致稀释。因此，基材的熔化材料 应该 受控 并保持在最低水平，因为高基板熔化会导致稀释增加，这可能会降低机械性能和腐蚀 特性的包覆层。1 理想情况下，基 材料 表面应刚好达到熔化温度，最好只熔化非常薄的一层，足以保证包层和基层之间的良好结合 材料。然而，在实践中， 包层 过程并不总是最佳的，并且 控制基材熔化深度不易。即使基板在激光中熔化深度包层远低于弧焊寻找，最佳参数范围可能很困难。这就是为什么要定义工艺参数，以便基板熔化受控很重要。本文旨在定义不同参数对覆层焊道的基材熔化和老化形状的实际影响程度。通常所需的老化形状是浅且均匀熔化的，见图1(a). 基材燃烧形状及参数影响它对包层的质量非常重要。在实践中，高斯激光强度分布，激光功率将集中在包层轨道的中心，这会导致该区域过度老化，为了避免基板的这种过度老化，功率的降低是不合需要的，因为功率的降低会导致包覆层和基板之间缺乏熔合。最常见的老化形状，经常在样品中发现，

通过熔体流动的对流传热在具有两个最大值的老化形状中也可能起重要作用。兰格等人。2还研究了影响熔体流动模式的主要力源。他们认为可能的驱动力之一是马兰戈尼对流 力（表面张力通过 对流）这与熔池表面的温度梯度有关。Limmaneevichitr 和 Kou 3 研究了 效果 的 马兰戈尼对流熔池内部流动的力；这对流导致熔池内熔融金属的循环。结果，Marangoni 力导致形成不同类型的老化形状。这是因为 Marangoni 力取决于物质的化学成分材料，切向表面温度梯度和熔池表面温度。因此，Marangoni 力受激光强度的影响，对基板的老化形状起着非常重要的作用。兰格等人。认为对熔体流动模式有重大影响的另一个驱动力是与熔体流动相关的力。粉末射流。该力是气流产生的压力和摩擦力以及运动产生的动量传递的组合。粉末 粒子。 粉末颗粒在撞击熔池时具有相对较高的速度，因此它们在形成熔体流动模式方面也具有重要作用。据估计，由粉末流动比马兰戈尼力有更大的影响。他们认为不对称的老化形状，如图 1 和图 5 所示。1(d)和2，可以解释为 粉末 从右侧进料（垂直于 包层方向）。侧向动量导致对流热量向下传输到左侧形成轨道，这导致在左侧形成具有更高穿透力的包层流型。