激光熔覆修复技术的研究

发布时间：2017-06-14 02:05

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【摘要】：激光熔覆修复方法是工件修复的有效途径之一,通过选用合适的熔覆材料和激光熔覆修复工艺,在损坏工件表面能够得到具有良好的冶金结合、良好的表面形状、耐磨耐腐蚀的修复层,从而大幅度提高工件的使用性能并获得良好的经济效益。 本文采用理论分析和实验研究相结合的方法对激光熔覆修复理论、工艺和熔覆修复层显微组织性能等方面进行了较为深入系统的研究。 通过分析激光与粉末材料相互作用在基体表面形成熔池,进而凝固成形的机理,对熔池面积进行了求解,对等轴晶体的形成进行了分析。 从提高激光熔覆修复质量出发,以熔覆层宏观形貌和微观形貌为评判依据,在多次实验的基础上,结合激光熔覆的熔化凝固理论,分析了熔覆工艺(激光功率、扫描速度、光斑直径、预置粉末厚度、搭结率等)、熔覆材料、基体性能、环境因素(保护气体、预热温度等)等工艺参数对熔覆修复质量的影响,并提出了工艺改进措施,得出了在Q235基体上激光熔覆不锈钢粉末修复CR2025/2032旋转式锂锰扣式电池自动生产线中上料拨块的优化工艺参数。 在工艺研究的基础上,借助光学显微镜、显微硬度计等仪器对熔覆层的组织结构、显微硬度分布特征等进行了系统的研究。将实施方便、应用广泛、成本较低的显微压入硬度试验应用到激光熔覆修复组织中残余应力的测定,从理论上推导和分析了激光熔覆修复组织中残余应力分布与其显微硬度的关系,并利用显微硬度测量技术进行了实际测量验证,尝试解决微区残余应力测定的难题。
【关键词】：激光熔覆 修复 不锈钢粉末 工艺参数 显微硬度 残余应力
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 第一章 绪论10-19
• §1-1 引言10-11
• 1-1-1 激光加工概述10
• 1-1-2 国内外激光产业发展现状10-11
• §1-2 激光熔覆修复技术及其优点11-15
• 1-2-1 激光熔覆修复技术11
• 1-2-2 激光熔覆修复加工方式及特点11-14
• 1-2-3 激光熔覆修复技术的优点14-15
• §1-3 激光熔覆修复技术的国内外应用及其发展方向15-17
• 1-3-1 激光熔覆修复技术的国内外应用15-16
• 1-3-2 激光熔覆修复技术的发展方向16-17
• §1-4 本学位论文研究的主要内容17-18
• 1-4-1 本课题研究的意义17-18
• 1-4-2 本课题的主要研究内容18
• §1-5 本章小结18-19
• 第二章 激光熔覆修复技术系统19-32
• §2-1 激光产生原理19-23
• 2-1-1 激光产生相关概念19-22
• 2-1-2 激光产生机理22-23
• §2-2 激光熔覆修复系统组成23-26
• 2-2-1 激光器23-25
• 2-2-2 光学系统25
• 2-2-3 控制系统25
• 2-2-4 冷却系统25-26
• 2-2-5 机械装置26
• §2-3 激光熔覆修复系统方案的确定26-31
• 2-3-1 设计任务及要求27
• 2-3-2 功能分析27-28
• 2-3-3 总体方案的模糊综合评判28-29
• 2-3-4 激光熔覆修复系统整体布局29-31
• §2-4 本章小结31-32
• 第三章 激光熔覆修复技术理论研究32-45
• §3-1 激光熔覆修复技术基础理论的研究32-33
• §3-2 激光熔覆金属粉末成形机理33-40
• 3-2-1 激光熔覆过程中激光与粉末材料的相互作用33-34
• 3-2-2 激光对粉末材料的加热34-36
• 3-2-3 激光与粉末材料相互作用在基体表面形成熔池36-37
• 3-2-4 基本假设与温度场求解37-38
• 3-2-5 熔池横截面积38-40
• §3-3 激光熔覆修复组织熔凝理论40-44
• 3-3-1 激光熔覆粉末的熔化与凝固40-41
• 3-3-2 晶体的形成及分析41-44
• §3-4 本章小结44-45
• 第四章 激光熔覆修复技术工艺研究45-57
• §4-1 激光熔覆修复实验45-46
• 4-1-1 实验材料45
• 4-1-2 实验方法45-46
• 4-1-3 分析手段和设备46
• §4-2 激光熔覆修复质量的评判依据46-49
• 4-2-1 激光熔覆修复宏观质量评判依据46-48
• 4-2-2 激光熔覆修复微观质量评判依据48-49
• §4-3 激光熔覆修复工艺参数对熔覆质量的影响49-56
• 4-3-1 激光熔覆修复工艺对熔覆层质量的影响49-54
• 4-3-2 激光熔覆修复材料性能对熔覆层质量的影响54-55
• 4-3-3 激光熔覆修复环境因素对熔覆层质量的影响55-56
• §4-4 本章小结56-57
• 第五章 激光熔覆修复组织性能分析57-71
• §5-1 激光熔覆修复金相组织性能57-59
• 5-1-1 金相试样的制备57-59
• 5-1-2 激光熔覆修复层组织性能特征59
• §5-2 激光熔覆修复组织显微硬度分析59-62
• 5-2-1 显微硬度实验59-61
• 5-2-2 激光熔覆修复层显微硬度分布61-62
• §5-3 基于显微硬度试验的激光熔覆修复组织残余应力分析62-70
• 5-3-1 残余应力的产生及其影响62
• 5-3-2 残余应力测试技术62-63
• 5-3-3 基于显微硬度试验的残余应力测试技术63-64
• 5-3-4 基于显微硬度试验的残余应力算法64-68
• 5-3-5 基于显微硬度试验的残余应力计算公式68
• 5-3-6 基于显微硬度试验的激光熔覆修复层残余应力分析68-70
• §5-4 本章小结70-71
• 第六章 结论71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果76

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 常明;塑料模具激光精密修复技术的研究[D];华南师范大学;2007年

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本文编号：448178