0 引 言 激光熔覆技术在材料表面改性、产品表面(2)
2013-08-16 01:05
导读：比较模拟结果发现，10 号钢与Ni60 合金粉末匹配组时熔覆层应力值最大，其次是10号钢与1Cr18Ni9Ti 粉末匹配组，45 号钢与Ni60 合金粉末匹配组相对较小。比较
比较模拟结果发现，10 号钢与Ni60 合金粉末匹配组时熔覆层应力值最大，其次是10号钢与1Cr18Ni9Ti 粉末匹配组，45 号钢与Ni60 合金粉末匹配组相对较小。比较图4、5 与图10、11 可知预热基体后，熔覆层的应力值减小，熔覆层产生裂纹的倾向越小。不同的材料匹配下应力走向趋势是一致的，都是在熔覆层与基体相交的部位产生应力集中，随着冷却时间的推移应力降低并趋于一个定值。对比模拟结果发现不同的材料应力值大小不同，因而产生裂纹的倾向也不同。此外，基体预热后熔覆层应力减小。
从实验结果可以看出在相同的熔覆工艺参数下10 号钢相比45 号钢更易产生裂纹，即45 号钢与Ni60 比10 号钢与Ni60 材料的匹配性能更佳。模拟结果与实验结果说明材料匹配是影响裂纹产生的重要因素。选择合适的材料匹配能够减少加工过程中的温度梯度，减小熔覆层中应力集中，避免裂纹的产生。此外，基体预热也能减少裂纹的产生。数值模拟对预防熔覆层裂纹产生有一定的指导作用。
3 结 论
1）对熔覆层形貌尺寸进行了计算，提出了熔覆层高度的估算公式。
2）数值模拟时除考虑粉末遮蔽、激光入射角对实际功率的影响外，着重提出了曲面引起激光功率分布不均的处理办法。此外，还引入了处理熔覆过程中相变的处理办法。
3）对不同材料匹配的齿轮激光熔覆进行了模拟，结果表明材料的匹配对熔覆层裂纹有很大的影响。模拟基体预热前后的温度场及应力场，结果表明基体预热也是减少裂纹产生的一种有效手段。
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