半導(dǎo)體激光-TIG電弧復(fù)合熱源表面熔覆工藝及性能研究.pdf

1、在抽油泵、礦山支架、核閥、航空發(fā)動機葉片等高附加值工件表面對于表面熔覆方法的要求越來越高。特殊性能的高附加值工件表面工作環(huán)境苛刻，對質(zhì)量和性能要求高，需要達到冶金結(jié)合，主要采用堆焊熱源；激光、等離子弧、TIG都是常用的堆焊熱源，但單一熱源具有熱源特性調(diào)控范圍窄、熔覆效率低、稀釋率大、裂紋傾向明顯等問題。為了解決這一問題提出一種矩形大光斑半導(dǎo)體激光-TIG電弧復(fù)合熱源表面熔覆方法。
　　首先，建立激光-TIG電弧復(fù)合熱源熔覆實驗系統(tǒng)

2、原型，分析了激光-TIG電弧復(fù)合熱源特性，以Q235鋼為基體材料，采用預(yù)置粉末法進行單TIG熱源、大光斑半導(dǎo)體激光熱源、激光-TIG電弧復(fù)合熱源表面熔覆Ni60A合金粉末單道熔覆試驗；分析了不同熱源工藝參數(shù)(激光功率、掃描速度、離焦量、TIG電流)對單道熔覆層宏觀形貌、熔寬、熔高、稀釋率、高寬比、浸潤角等成形特征參數(shù)的影響。
　　其次，根據(jù)不同熱源模式的作用和單層單道熔覆層橫截面的形貌特征，將單道熔覆層成形分成了六種模式。通過對不

3、同熱源模式、母材和粉末熔化、傳熱與成形特征關(guān)系的分析，揭示了六種熔覆層成形模式的形成機理。對比不同外加熱源的作用，可知激光-TIG電弧復(fù)合熱源可以增大獲得理想熔覆層的工藝范圍。
　　最后，分析不同熱源表面熔覆方法的工藝參數(shù)與熔覆層質(zhì)量兩者間的聯(lián)系：采用掃描電鏡、XRD、EDS(能譜分析)、顯微硬度計等檢測手段分析單激光、單TIG、半導(dǎo)體激光-TIG電弧復(fù)合不同熱源參數(shù)對熔覆層質(zhì)量的影響。結(jié)合不同熱源表面熔覆方法的工藝參數(shù)、熔覆層性