激光熔覆的理論研究

激光熔覆技術(shù)是指以不同的填料方式在被涂覆基體表層上放置挑選的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表層一薄層同時熔化,并快速凝固后形成稀釋度極低,與基體材料成冶金結(jié)合的表層涂層,從而顯著改善基體材料表層的耐磨，耐蝕,耐熱,抗氧化及電器特性等的工藝方法。它始于1974年,而興起于20世紀80年代可以在低成本鋼板上制成高性能表層,代替大量的高級合金，以節(jié)省貴重、稀有的金屬材料,提高材料的金屬性能,下降能源消耗，適用于局部易磨損沖擊、剝蝕、氧化及腐蝕等零部件，具有廣闊的發(fā)展前景。正因為其發(fā)展?jié)摿艽?，?jīng)濟效益可觀，所以引起了國內(nèi)外的普遍重視,紛紛投入人力、物力、財力進行研究。

激光熔覆與其他表層強化技術(shù)相比,具有如下特色: 1.冷卻速度快(10°C/s),組織具有快速凝固的典型特征:2.熱輸入和畸變較小，涂層稀釋率低;3.粉末挑選幾乎沒有任何限制特別是可在低熔點金屬表層熔覆高熔點合金;4.能進行選區(qū)熔覆，材料消耗少，具有卓越的性能價格比;5.光束可以瞄準難以接近的區(qū)域進行熔覆;6.工藝過程易于實現(xiàn)自動化。

激光熔覆的理論研究

激光熔覆是一個動態(tài)熔化過程，熔池尺寸小，不僅存在著傳熱現(xiàn)象,而且也存在著對流、質(zhì)量傳遞等,它們直接影響熔池的宏觀形貌、偏析、組織和成分的均勻性及其他物理冶金性能。由于激光熔覆采用的激光功率較高,加熱和冷卻速率都極快;同時熔池的尺寸較小，溫度極高,用實驗的方法測量熔池中液體的溫度分布有一定的困難,許多研究者做了大量研究工作,從不同的方向建立了激光熔覆的熱計算模型,這些工作主要分為兩個方向:一是對激光熔覆所需的功率參數(shù)進行計算預(yù)測;二是激光加熱溫度場的計算模擬，通過激光加熱溫度場來分析激光熔覆中的溫度場流場及傳質(zhì)等情況"。隨著計算機技術(shù)和紅外測溫技術(shù)的發(fā)展,人們開始嘗試利用紅外熱成像技術(shù)實際測量激光熔覆的溫度場,利用專門軟件對紅外熱圖像進行分析,得到最高溫度、單點溫度、等溫分布、冷卻速率等結(jié)果,為激光熔覆溫度場的獲得開辟了一條新的思路。