針對腐蝕和磨損的激光堆焊修復技術(shù)實驗研究.pdf

1、工業(yè)大型設(shè)備長期以來由于生產(chǎn)負荷的增加、環(huán)境差等因素的影響，其表面磨損、腐蝕等問題一直是生產(chǎn)中的嚴重隱患。表面堆焊作為材料表面改性的一種經(jīng)濟而快速的工藝方法，廣泛地應(yīng)用于各個工業(yè)部門零件的制造修復中?，F(xiàn)有的堆焊方法包括電弧堆焊、等離子堆焊、激光堆焊。其中激光堆焊可以獲得高性能（如耐磨性、耐腐蝕性能、抗氧化性能、熱障性能、抗氣蝕和沖蝕磨損等）的合金堆焊層，在工業(yè)應(yīng)用上展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。近十來年激光堆焊在材料表面處理方面倍受關(guān)注，激光堆

2、焊技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)易損件修復，關(guān)鍵部件的強化等應(yīng)用方面取得了一定的成果。 采用有限元方法建立了參數(shù)化激光堆焊數(shù)值模型，研究了激光堆焊過程的溫度場和溫度梯度的變化。通過對堆焊層不同深度位置的溫度梯度分析，驗證了熔覆層不同深度位置結(jié)晶方向不同，并運用金相組織觀察方法驗證了該數(shù)值模型。還研究了工藝參數(shù)隊溫度梯度的影響，從而確定工藝與堆焊層組織的關(guān)系，實現(xiàn)了通過數(shù)值模擬確定工藝參數(shù)的可能。在模擬溫度場的基礎(chǔ)上通過ANSYS軟件的熱－力耦合

3、分析，模擬出堆焊過程中的應(yīng)力場分布。研究了某一時刻的應(yīng)力場分布情況，通過對應(yīng)力和應(yīng)變的分析，驗證了堆焊層裂紋的分布方向，以及易產(chǎn)生裂紋的區(qū)域，為預防堆焊層裂紋的產(chǎn)生提供了理論基礎(chǔ)。 采用基于模擬仿真得到的工藝參數(shù)，在16Mn鋼上激光堆焊Fe-Ni基材料。同時，采用手工電弧堆焊1Cr13焊絲，等離子堆焊Fe-Ni基材料，對上述三種堆焊修復方法進行磨損，腐蝕實驗。通過實驗驗證了激光堆焊Fe-Ni基材料的抗腐蝕和抗磨損性能均優(yōu)于其他二