不銹鋼側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)研究.pdf

1、側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種新型的修復(fù)技術(shù)，它無(wú)需借助模具和刀具，依靠自動(dòng)送絲工藝，通過(guò)完全熔化金屬絲，基于分道分層疊加的原理，可以修復(fù)磨損或有缺陷的零件。目前側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外修復(fù)技術(shù)方面的研究熱點(diǎn)，把側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)技術(shù)應(yīng)用在工程中常見(jiàn)的不銹鋼材質(zhì)上，在市場(chǎng)上具有廣闊的潛力，同時(shí)由于激光熔覆技術(shù)具有熱輸入小、冷卻速度大和凝固速度快等傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)沒(méi)有的特點(diǎn)，因此本文在科研上對(duì)于了解不銹鋼快速凝固后的組織和性能也

2、有重要的意義。
　　本文以熱軋狀態(tài)下的316L不銹鋼板為基體材料，以表面激光熔覆修復(fù)和凹槽激光熔覆修復(fù)為目標(biāo)，采用ER308L、ER309LSi、ER316L不銹鋼焊絲進(jìn)行側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)工藝、熔覆層組織及性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究，以求在得到致密熔覆修復(fù)層的前提下確定合理的修復(fù)方案。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　(1)采用ER308L金屬絲材，對(duì)側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)的工藝進(jìn)行研究并優(yōu)化，得

3、出激光能量密度為100 J/mm2、熔絲率為39.44×10-6g/J下的低、中、高功率三組最佳單道工藝參數(shù)組合；確定了合適的搭接率范圍為45％~53%，此范圍內(nèi)熔覆修復(fù)層的表面平整度大致在100μm以下；根據(jù)熔覆道高度，考慮到實(shí)踐應(yīng)用，在高功率最佳工藝組合下進(jìn)行了層間距為1 mm的多層多道激光熔覆修復(fù)實(shí)踐，取得了良好效果。
　　(2)針對(duì)平面磨損、淺裂紋等修復(fù)問(wèn)題提出表面激光熔覆修復(fù)方案。選用ER308L、ER309LSi和ER

4、316L三種絲材，采用高功率下的最佳工藝參數(shù)組合，分別進(jìn)行了表面激光熔覆修復(fù)實(shí)踐。通過(guò)對(duì)三種絲材下的得到的熔覆修復(fù)層宏觀質(zhì)量、微觀組織和力學(xué)性能的對(duì)比研究，得出熔覆修復(fù)層表面相對(duì)平整光滑、內(nèi)部組織均勻致密，與基材形成了良好的冶金結(jié)合；熔覆修復(fù)層都分布有多種晶粒形態(tài)類(lèi)型，其中平面晶、胞狀晶和各種樹(shù)枝晶都有發(fā)現(xiàn)，但以柱狀樹(shù)枝晶分布為主；熔覆修復(fù)層凝固模式都包含了FA模式，但采用ER316L絲材得到的熔覆修復(fù)層還摻雜有AF模式；不同絲材下得到

5、的熔覆修復(fù)層的室溫組織中鐵素體含量也不同，采用ER308L和ER309LSi得到的熔覆修復(fù)層中平均鐵素體含量較高在10%左右，而采用ER316L絲材其含量較低約為4%；熔覆修復(fù)層顯微硬度與基材相當(dāng)，熱影響區(qū)無(wú)軟化區(qū)存在；熔覆修復(fù)層的抗拉強(qiáng)度和延伸率最高值可達(dá)到基材的90%以上，在拉伸樣的斷口都有韌窩分布，斷裂形式為典型的韌性斷裂。綜合考慮成本及實(shí)踐效果等因素，ER308L金屬焊絲可選為316L不銹鋼基材的最佳修復(fù)絲材。
　　(3)