本文關(guān)鍵詞：不誘鋼側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)研究

  更多相關(guān)文章： 不銹鋼 激光熔覆修復(fù) 微觀組織 顯微硬度 力學(xué)性能

【摘要】：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),它無需借助模具和刀具,依靠自動(dòng)送絲工藝,通過完全熔化金屬絲,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)用在工程中常見的不銹鋼材質(zhì)上,在市場上具有廣闊的潛力,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)沒有的特點(diǎn),因此本文在科研上對于了解不銹鋼快速凝固后的組織和性能也有重要的意義。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)。通過對側(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。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)采用ER308L金屬絲材,對側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)的工藝進(jìn)行研究并優(yōu)化,得出激光能量密度為100 J/mm2、熔絲率為39.44×10-6 g/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)針對平面磨損、淺裂紋等修復(fù)問題提出表面激光熔覆修復(fù)方案。選用ER308L、ER309LSi和ER316L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。通過對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)性能的對比研究,得出熔覆修復(fù)層表面相對平整光滑、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)類型,其中平面晶、胞狀晶和各種樹枝晶都有發(fā)現(xiàn),但以柱狀樹枝晶分布為主;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)針對嚴(yán)重缺損、深裂紋等缺陷問題設(shè)計(jì)了梯形斜坡狀凹槽激光熔覆修復(fù)方案并采用ER308L金屬焊絲進(jìn)行了修復(fù)實(shí)踐,實(shí)驗(yàn)中通過選用合適的工藝參數(shù)最終成功修復(fù)了凹槽,取得了良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼 激光熔覆修復(fù) 微觀組織 顯微硬度 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-27
• 1.1 引言12-13
• 1.2 不銹鋼的簡介13
• 1.3 激光熔覆定義及其研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3.1 激光熔覆工藝優(yōu)化研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.2 激光熔覆表面改性研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.3 激光熔覆表面修復(fù)和快速成形研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.4 目前激光熔覆中存在的主要問題19-20
• 1.4 側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)技術(shù)特點(diǎn)20-25
• 1.4.1 側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)技術(shù)基本原理20-22
• 1.4.2 側(cè)向送絲激光熔覆修復(fù)熔化特點(diǎn)22-23
• 1.4.3 影響側(cè)向送絲激光熔覆層質(zhì)量的因素23-25
• 1.5 本課題主要研究內(nèi)容25-27
• 第二章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及試驗(yàn)方案27-34
• 2.1 試驗(yàn)材料27
• 2.2 激光熔覆修復(fù)設(shè)備27-31
• 2.2.1 激光器與熔覆頭28-29
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)控制裝置29-30
• 2.2.3 側(cè)向送絲裝置30
• 2.2.4 氣體保護(hù)裝置30-31
• 2.2.5 監(jiān)測裝置31
• 2.3 試驗(yàn)方案31-32
• 2.3.1 激光熔覆修復(fù)工藝研究及其參數(shù)優(yōu)化方案31
• 2.3.2 表面激光熔覆修復(fù)實(shí)踐研究方案31-32
• 2.3.3 凹槽激光熔覆修復(fù)實(shí)踐研究方案32
• 2.4 質(zhì)量檢測及其設(shè)備32-34
• 2.4.1 制樣及表面缺陷檢測32-33
• 2.4.2 顯微組織檢測33
• 2.4.3 硬度檢測33
• 2.4.4 力學(xué)性能及斷口形貌分析33-34
• 第三章 激光熔覆修復(fù)工藝及其參數(shù)優(yōu)化34-53
• 3.1 單層單道激光熔覆修復(fù)工藝研究34-48
• 3.1.1 單因素試驗(yàn)法36-40
• 3.1.2 正交試驗(yàn)法40-47
• 3.1.3 單道熔覆修復(fù)工藝參數(shù)選擇47-48
• 3.2 多層多道激光熔覆修復(fù)工藝研究48-52
• 3.2.1 多道搭接率選擇48-51
• 3.2.2 多層層間距選擇51-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第四章 表面激光熔覆修復(fù)實(shí)踐研究53-80
• 4.1 宏觀質(zhì)量53-57
• 4.1.1 表面質(zhì)量53-54
• 4.1.2 內(nèi)部質(zhì)量54-57
• 4.2 顯微組織57-72
• 4.2.1 采用ER308L絲材得到的三層熔覆修復(fù)層顯微組織61-67
• 4.2.2 采用ER309LSi和ER316L絲材得到的三層熔覆修復(fù)層顯微組織67-72
• 4.3 顯微硬度72-74
• 4.4 彎曲試驗(yàn)74-75
• 4.5 拉伸試驗(yàn)及其斷口形貌75-79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 第五章 凹槽激光熔覆修復(fù)實(shí)踐研究80-85
• 5.1 凹槽缺陷激光熔覆修復(fù)設(shè)計(jì)80-81
• 5.2 凹槽缺陷激光熔覆修復(fù)實(shí)踐81-84
• 5.3 本章小結(jié)84-85
• 第六章 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 主要結(jié)論85-86
• 6.2 后期研究展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果91-92
• 致謝92-93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：757017