316L不锈钢粉选择性激光熔化成形工艺及成形后的性能
刘艳;张晓刚;张昊
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2018(042)005
【摘 要】对316L不锈钢粉进行选择性激光熔化成形,利用正交试验方法分析激光功率、扫描速度和扫描间距对成形试样相对密度、拉伸性能和微观形貌的影响,得到了最佳工艺参数.结果表明:成形试样的抗拉强度、屈服强度和相对密度均随激光功率或扫描速度的增加先增后降,随扫描间距的增加而增大;伸长率随激光功率的增加先降后增,随扫描速度的增加而增大,随扫描间距的增加变化很小;最佳工艺参数组合为激光功率310 W,扫描速度960 mm·S-1,扫描间距0.13 mm;在最佳工艺下成形后试样的相对密度、抗拉强度和屈服强度均最大,分别为99.53％,613MPa和320MPa,伸长率为44.6％,成形试样的表面平整,孔隙较小,拉伸断口上的韧窝细小均匀,且球化现象较少.
【总页数】5页(P40-44)
【作 者】刘艳;张晓刚;张昊
【作者单位】兰州理工大学机电工程学院,兰州730050;兰州理工大学机电工程学院,兰州730050;甘肃机电职业技术学院,天水741001
【正文语种】中 文
【中图分类】TG142.1
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简述工艺参数对激光熔覆的影响
激光熔覆是将熔融金属液体喷射或定向注入熔温总体的工艺，是一种能够有效表面保护金属、提高其耐蚀性和磨损性等功能的表面处理技术。它的优点包括高度工艺化、高加工精度、优良的组织结构和外观质量，同时可以完全封闭焊道，消除焊缝开裂等问题。
激光熔覆工艺对影响被加工物体表面处理质量至关重要，其工艺参数是影响它整体表面处理效果的关键。其中包括激光束聚焦点大小、焊丝尺寸以及焊缝形状等，还有相关的激光脉宽、工作距离以及空气冷却的参数。所有的参数都必须在合理范围内管理，以保证焊接层的质量和性能。
激光熔覆工艺的焊接参数包括焊接温度、焊接速度、焊接时间、焊接深度等，这些参数对激光焊接影响很大。焊接温度是影响熔融池和焊道深度的关键因素。焊接速度或工作距离能够精确控制焊接温度，并影响焊接深度，还可以调节熔融池大小用于改善焊接层外观质量。此外，焊接时间和焊接深度也会对焊缝的形状和质量产生重要影响。如果焊缝太浅，就会导致表面缺陷，如果太深，可能会导致焊接缺陷。
激光熔覆还受材料工艺参数的影响，如熔融温度、熔融池流速等。材料熔融温度超过了被覆部件的相对温度，超高的熔融温度将直接影响焊缝的强度和可靠性，特别是焊缝的内部结构变化，而过低的熔融温度则可能会影响焊道密度。而熔融池流速越低，焊接质量越高，熔融层的深度、形状和组织结构都有更好的保证。
另外，激光熔覆还受空气冷却参数的影响，例如空气流速和流量，这些参数会直接影响熔融表面的平整度和外观质量，并降低焊接层的温度，减少热影响区并影响焊道深度。
综上所述，激光熔覆工艺参数对其优良表面处理效果十分重要，必须在允许范围内恰当地控制其参数才能使激光熔覆工艺应用获得最佳效果。如有不当设置，将会对激光熔覆表面处理的效果造成严重影响，而且影响效果无法被简单纠正。这就是为什么对于激光熔覆而言，选择最佳的工艺参数是极为重要的。
316L不锈钢表面激光熔覆Ni60合金涂层的工艺优化与性能研究
目录
一、内容描述................................................2
1.1 研究背景.............................................2
1.2 研究意义.............................................3
1.3 国内外研究现状及发展动态.............................5
二、实验材料与方法..........................................6
2.1 实验材料.............................................7
2.2 实验设备.............................................8
2.3 实验方法.............................................9
三、激光熔覆Ni60合金涂层的组织结构与性能分析...............10
3.1 组织结构分析........................................11
3.2 性能测试............................................12
四、工艺优化与性能关系研究.................................14 4.1 激光功率对涂层性能的影响............................15
4.2 熔覆速度对涂层性能的影响............................16
4.3 Ni60合金粉末粒度对涂层性能的影响....................16
简述工艺参数对激光熔覆的影响
激光熔覆是一种先进的制造技术，其强大的能量和高精度的焦点能有效地改善材料表面的性能。在激光熔覆过程中，多个因素会影响其过程和结果，这些因素往往被称为工艺参数。本文将介绍几个主要的工艺参数，并探讨它们如何影响激光熔覆的结果。
1. 激光功率
激光功率是激光熔覆的最重要的工艺参数之一。它控制着激光能量的输出量，直接影响熔覆池的深度和宽度。较高的激光功率可以增加熔覆池的深度和宽度，同时也会提高熔覆区域的温度，促进熔化和混合。然而，过高的激光功率会导致熔覆池的液态过度，甚至出现烧穿的情况，从而影响熔覆的质量。
2. 激光扫描速度
激光扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度。激光扫描速度影响熔覆池的深度、宽度、粗糙度和合金化程度。较快的激光扫描速度可以使熔覆区域的温度更加均匀，减少热输入和热影响区域，从而降低裂纹的风险。然而，过快的激光扫描速度会导致熔覆区域不充分，得到的是表面部分融化的坑状结构，从而影响熔覆的质量。
3. 光斑直径
光斑直径是指激光束在工件表面上的直径。光斑直径越小，融化和熔覆的深度就越大，同时熔覆池的宽度就越窄。较小的光斑直径有助于提高激光功率密度和热输入控制，促进熔化和合金化。然而，过小的光斑直径可能会导致熔覆池的深度不足，从而影响熔覆的质量和效果。
4. 熔覆材料的成分和性质
熔覆材料的成分和性质是决定激光熔覆效果的另一个重要因素。不同的材料和材料成分具有不同的热导率、比热能、熔点和熔合特性，因此对熔化和混合的响应也有所不同。例如，黄铜可以很好地合金化，因为它的热导率较低，有利于热输入的积累；而铝合金则更难熔覆，因为它的比热能较高，需要更多的热量才能使其完全融化。
总之，激光熔覆是一种高精度、高效的制造技术，其效果受多种工艺参数影响。了解和把握这些工艺参数对激光熔覆的影响，有助于更好地控制和优化激光熔覆过程，以满足不同材料和产品的需求。
