激光溶覆对铝合金疲劳性能的影响

合集下载

1420铝锂合金激光焊接接头疲劳性能分析

表１１２４０铝锂合金化学成分
控，于实现自动化；）易（激光束功率密度很高，度４速
快，率高；）光焊缝窄，影响区很小，件变效（激５热工形小，可实现精密焊接；）光焊缝组织均匀，（激６晶粒
维普资讯
第３７卷
第１２期
奄珲梭
ＥｅｔｃＷｅｄｎｃｉｅｌｃｒｌｉｇＭａｈｎｉ
２Ｉ年１０盯２月
Ｖｏ．７Ｎｏ１１．２３Ｄｅ２０ｅ．《
１２０锯锺备釜激擤攮接头４
形不理想，且焊后接头易软化，此本研究对热并因
铝锂合金与传统的等强度铝合金相比，有低具密度、弹性模量、比刚度、比强度等优点，高高高在国内外航空航天以及武器装备、民用领域中显示出了广阔的应用前景。激光焊接是一种先进的焊接技术，具有以下它特点：１有熔池净化效应，（）具能纯净焊缝金属，适用于相同或不同材质、厚度的金属间的焊接；）（激光２束可以被聚得很细，斑能量密度很高，乎可以光几汽化所有的材料，广泛的适用性；）光功率可有（激３
处理这种工艺方法对接头疲劳分析了如何选择合适的热处理工艺。
１试验设备与方法
试验所用材料为东北大学研制的１２４０铝锂合金，体成分如表１具所示。试验所用设备为Ａ３６型Ｍ５４５ｋ连续Ｙ．ＷＡＧ激光器配ＡＢＩＢ４０１ＢＲ２０／６型工业机器人焊接系统。

激光熔覆技术的原理和应用

激光熔覆技术的原理和应用1. 激光熔覆技术的简介激光熔覆技术是一种常用于金属表面改性和复合材料制备的先进加工技术。

它利用高能激光束对工件表面进行局部熔化，使金属或合金液态化并与基材相互混合，形成一层高质量的涂层。

激光熔覆技术具有熔化速度快、固化快、热影响区小、涂层与基材结合强等优点，因而在航空航天、汽车制造、能源装备等领域得到广泛应用。

2. 激光熔覆技术的原理激光熔覆技术的实质是利用高能激光束对工件表面进行局部加热，使其达到熔点，然后进行快速冷却，使其凝固成为一层均匀致密的涂层。

其原理主要包括以下几个方面：2.1 激光加热高能激光束在与工件表面接触时，光能转化为热能，使工件局部区域温度升高。

激光加热具有高度集中的特点，可以实现对工件表面的高温局部加热，而对其他区域几乎没有热影响。

2.2 金属熔化通过激光加热，金属或合金在达到熔点的条件下发生熔化。

激光熔化的特点是熔池温度高、熔池容积小、凝固速度快。

这使得熔化的金属能够在非常短的时间内冷却并固化，形成一层均匀致密的涂层。

2.3 冷却和凝固金属熔池在短时间内冷却并凝固形成固体涂层。

冷却速度的快慢直接影响涂层的组织结构和性能。

激光熔覆技术的快速冷却速度可以避免大晶粒的形成，并在晶界处形成细小的析出相，提高涂层的强度和硬度。

3. 激光熔覆技术的应用激光熔覆技术在多个领域有着广泛的应用，下面列举了其中一些典型的应用：3.1 表面修复和修饰通过激光熔覆技术可以对损坏的金属零件进行修复和修饰。

激光熔覆可以填充表面缺陷、修复裂纹，提高零件的使用寿命和性能。

3.2 硬质合金涂层制备激光熔覆技术可以在金属基材表面涂覆硬质合金材料，提高金属零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。

硬质合金涂层广泛应用于机械零件、切削工具等领域。

3.3 功能性涂层制备通过激光熔覆技术可以在金属基材表面制备各种功能性涂层，如热障涂层、阻尼涂层、导电涂层等。

这些涂层可以为金属零件赋予新的性能和功能，拓展其应用范围。

铝合金的激光熔覆修复

铝合金的激光熔覆修复郭永利梁工英’李路(西安交通大学理学院，陕西西安710049)摘要：通过对航空航天用超高强7050铝合金进行激光熔覆修复的实验研究，探讨了激光熔覆修复铝合金的可行性。

实验采用5 kW COz连续激光器作为加热源，在惰性气体保护隔离箱中，对7050铝合金的板状试样进行了激光单道熔覆、多道搭接熔覆、多层堆积熔覆的实验研究。

得到优化的激光熔覆工艺参数，制备了激光熔覆修复试样，并观察了不同激光熔覆区的微观组织以及拉伸断口形貌。

实验结果表明，优化激光熔覆工艺参数是：激光功率密度为1．84×104～2．12×104 W／cm2，扫描速度为5 mm／s，送粉量为1．8～2．4 g／min。

搭接宽度为1．5 mm。

采用优化工艺参数熔覆，基底和熔覆区形成良好的冶金结合，熔覆后工件表面平整且基底没有变形。

同时，采用干燥的氩气加强对激光熔池的保护可以有效消除铝合金激光熔覆中的缺陷。

关键词：激光技术；激光熔覆；修复；显微组织；铝合金Laser Cladding Reparation of Aluminum AlloyGuo Yongli Liang Gongying Li Lu(School of Sciences，Xi’an Jiaotong University，Xi’an，Shaanxi 710049，China)Abstract :Experiment of repairing aluminum(A1)alloy 7050(AI 7050)by laser-cladding techniques was investigated．A5 kW C02 laser was used as the heat source．Experiemnts of single trace cladding，multi —trace overlapping cladding，and multi—layer cladding were performed on the Al 7050 plates shielded in a closed box with inertgas．A set of optimized laser-eladding repairation parameters for damaging Al 7050 samples were found，and the microstructures in differentcladding regions and micro-appearances of fracture surface were studied．The optimized laser-cladding repairation parameters were laser power of 1．84X104～2．12×104 W／cm2。

局部激光表面处理对7075铝合金疲劳性能影响的研究

第２期
尺寸如图１所示。
俞申伟等：局部激光表面处理对７７０５铝合金疲劳性能影响的研究
９１
１１激光表面扫描处理．
激光扫描设备为武汉华工激光成套设备有限公司生产的Ｈ — Ｌ５０ＧＨ－００型Ｃ激光器。激光表面处理Ｏ的工艺参数包括：光的热输入功率、斑直径、描速率、光处理道的间距等。具体处理工艺条件及激光扫激
局部激光表面处理对７７０５铝合金疲劳性能影响的研究
俞申伟李，
（．车南京蒲镇车辆有限公司，１南江苏南京
剑方，
敏齐芳娟，
００４）５０３
２００；．１００２石家庄铁道大学材料科学与工程学院，河北石家庄
摘要：０５铝合金以其独特的性能广泛应用于载运工具各个行业中，７７但是，铝合金在焊接后会出现疲劳强度降低的现象，这对载运工具的安全性产能生了消极影响。针对这一现象，用采局部激光表面处理法来改善７７０５铝合金的疲劳性能。对未处理试样和局部激光表面处理后试
性能降低的现象，这些种现象会严重影响到载运工具的使用寿命¨ 。因此，如何提高铝合金焊接结构的
疲劳寿命具有重大的经济意义，成为科研工作者的研究热点之一。也
有研究者ｌ指出，６改善疲劳性能最简单最有效的方法就是引入合适的残余应力场。基于这样的原

机床大讲堂第39讲——基于激光熔覆技术的铝合金模具修复研究

机床大讲堂第39讲——基于激光熔覆技术的铝合金模具修复研究基于激光熔覆技术的铝合金模具修复研究导读选用铁基金属粉末，采用同轴送粉光纤激光熔覆工艺对铝合金注塑模具磨破损区域进行了修复，并对其进行了机械性能测试与分析。

结果表明：同轴送粉光纤激光熔覆技术能够实现铝合金模具的成功修复，在合理工艺参数下铁基金属粉末和铝合金基体之间形成了良好的冶金结合，表面硬度得到很大提高。

随着现代科技的飞速发展，各种新技术新方法在模具修复中得到广泛推广和应用，其中常用的有堆焊修复技术、热喷涂和热喷焊修复技术、电刷镀修复技术和电火花修复技术。

近年来，在国内外又兴起了一种新的零件修复技术即激光熔覆。

该技术通常采用预置粉末或同步送粉方式在基体修复区表面加入金属粉末，利用高能激光束瞬间将基体表面微熔，同时使其表面的金属粉末(与基体材质相同或相近)全部熔化，激光撤去后快速凝固，获得与基体呈冶金结合的致密熔覆层，使零件表面恢复几何外形尺寸，并使表面熔覆层强化。

模具激光熔覆修复技术解决了电弧堆焊、氩弧堆焊、等离子弧堆焊等传统修复方法无法解决的工艺过程热应力和热变形大的难题。

本文对铝合金模具激光熔覆修复技术进行了试验研究，研究结果为该技术的工程应用提供了一定的理论和技术支持。

1试验装置和原理基于激光熔覆技术的模具破损区修复是在图1所示的多功能激光加工中心上进行的，主要由IPG光纤激光器(型号YLR-3000)、6轴KUKA机器人(型号KR30)、PERCITEC YC52熔覆头和FHPF-10同轴送粉器等组成。

通过西门子PLC系统利用良好的人机界面集中控制激光发射、机器人运动、送粉和保护气开关等。

同轴送粉器将四路粉末汇聚一点，送入激光束内，粉末被加热至熔化状态，并在基体或前一熔覆层上凝固，与其形成冶金结合。

一层熔覆完毕后，激光头上升一定的高度(对应熔覆层的厚度)，以保持激光光斑大小不变，继续进行后一层的熔覆修复。

经过多次循环，即可修复好已磨损的金属模具。

激光熔覆对铝合金表面硬度的提高研究

激光熔覆对铝合金表面硬度的提高研究铝合金是一种常见的轻质金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。

然而，由于其较低的硬度，铝合金在某些应用中容易出现磨损和疲劳问题。

因此，提高铝合金的表面硬度成为了一个重要的研究课题。

激光熔覆技术作为一种先进的表面改性技术，可以显著提高铝合金的表面硬度，并在工业应用中具有广阔的前景。

激光熔覆是利用高能量激光束对金属表面进行快速熔化和再凝固的过程。

在激光熔覆过程中，激光束在铝合金表面产生瞬间高温，使得表面金属熔化，并与基材充分混合。

在快速冷却的过程中，金属会重新凝固形成非晶态或亚晶态结构，从而提高了表面的硬度。

激光熔覆对铝合金表面硬度的提高主要有以下几个方面的影响：首先，激光熔覆过程中产生的高能量激光束可以使铝合金表面达到极高的温度。

在这高温的作用下，铝合金的晶粒尺寸得到细化，晶体内部的位错密度增加，这些都有利于提高铝合金的硬度。

其次，激光熔覆过程中快速冷却的速度使金属在固化时形成非晶态或亚晶态结构。

相对于晶态结构，非晶态或亚晶态结构具有更高的硬度和强度。

此外，激光熔覆对铝合金表面还可以实现元素的超快扩散，即由于高温和快速冷却导致合金元素在表面的过饱和情况下迅速扩散，形成富含合金元素的固溶体或化合物，进一步增加了表面的硬度。

总而言之，激光熔覆技术通过高能量激光束的作用，使铝合金表面达到高温和快速冷却，进而改变了铝合金的晶体结构和成分分布，从而显著提高了其表面硬度。

然而，激光熔覆技术在应用过程中也面临一些挑战和限制。

首先，激光熔覆过程中产生的高温会导致铝合金的烧蚀和热应力等问题，影响了熔覆层的质量和性能。

其次，激光熔覆层与基材之间的界面结合强度有限，容易出现剥离和脱落的问题。

此外，激光熔覆层的残余应力也会影响到铝合金的整体性能。

为了克服这些问题，可以采取以下措施来进一步优化激光熔覆技术。

首先，控制激光参数，如激光功率、熔化深度和扫描速度等，以获得合适的熔覆层质量和硬度。

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

浙江理工大学学报，第２９卷，第２期，２０１２年３月Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｓｃｉ－Ｔｅｃｈ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．２９，Ｎｏ．２，Ｍａｒ．２０１２文章编号：１６７３－３８５１（２０１２）０２－０２５４－０５收稿日期：２０１１－０９－０９作者简介：周陈菊（１９８７－），女，浙江德清人，硕士研究生，主要从事激光表面改性研究。

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能周陈菊１，郑忠云２，王少锋１，曾红春１，席珍强１（１．浙江理工大学材料工程中心，杭州３１００１８；２．西南油气田分公司，成都６１００５１）摘　要：用７ｋＷ横流ＣＯ２激光器在ＺＬｌ０１铝合金表面激光熔覆高硅涂层。

探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响，分析涂层的微观组织，测试涂层的硬度和磨损性能。

结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹，激光熔覆层中存在大量初晶Ｓｉ、α－Ａｌ树枝晶和共晶组织。

涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征，形成了良好的冶金结合。

熔覆层的横截面硬度在ＨＶ１５０～３２０之间，是基体的２～３倍，并显著提高了基体的耐磨性能。

关键词：铝合金；激光熔覆；高硅涂层；微观组织；硬度；耐磨性能中图分类号：ＴＧ１４６．２７文献标识码：Ａ０　引　言铝合金具有密度小、比强度高和耐蚀性能好等优点而被广泛应用于航空航天、汽车等行业［１－３］。

随着现代工业高速发展对其性能要求的提高，其硬度低、耐磨性能差等缺点在一定程度上限制了它的应用。

表面强化是提高铝合金耐磨性能的有效方法，同时，高硅含量铝合金优异的高硬度、耐磨性能吸引着人们的眼球。

传统的铝合金表面强化方法主要包括化学转化膜处理、表面涂层技术、物理化学气相沉积等。

但这些方法获得的强化层薄，且强化层与基体之间结合强度低，容易剥落。

近年来，随着高功率激光器的开发和应用，激光熔覆技术得到了快速发展，为铝合金激光表面强化技术提供了新的途径［４－７］。

激光熔覆工艺参数对Ni60A熔覆层性能影响

ＥｆｅｃｔｓｏｆＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇＬａｓｅｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎＮｉ６０ＡＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣｌａｄｄｉｎｇＬａｙｅｒ
覆层硬度随激光功率增大而降低，随扫描速度增大而提高。熔覆层上部组织细小均匀，下部组织祖大稀疏，并与基体呈现
良好波浪状冶金结合。
关键词：激光技术；熔覆层；工艺参数；冶金结合
中图分类号：ＴＨ１６；ＴＧ１５６．９９文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１７）０１一Ｏｌ１５一Ｏ４
ｄｅｃｒｅｓｅａｓｗｉｔｈｉｃｒｎｅｅｎｍｔｏｆｐｏｗｅｒ。ｗｈｈｔｈｅｉｎｃｒｅｓｅａｏｆｓｃａｎｎｉｎｇｓｐｅｅｄｉｍｐｒｏｖｅｓ．Ｕｐｐｅｒｏｒｇｎｉａｚｔｉａｏｎｉｓｉｎｆｅｕｎｆｉｏｒｍａｎｄｌｏｗｅｒｏｒｇｎｉａｚａｔｉｏｎｉｓｂｕｌｋｙｓｐｒａｓｅｏｆｃｌａｄｄｉｎｇｌａｙｅｒ，ｈｖｉａｇｎａｇｏｏｄｗａｖｙｍｅｔｌａｌｕｒｇｉｃａｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｕｂｓｔｒａｔｅｎｄａ
摘
要：为了得到扫描速度和激光功率对熔覆层性能的影响，利用光纤激光器在Ｃｒ１２ＭｏＶ板材表面研究了激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、高度以及硬度的影响，进行了金相组织分析。结果表明：熔覆层宽度随激光功率增大而增大，随扫描速度的提高先增大后减小；熔覆层高度随激光功率的增大而升高，随扫描速度加快而降低；熔

激光熔覆修复工艺参数对熔合区成形质量的影响 (1)

激光熔覆修复工艺参数对熔合区成形质量的影响智翔赵剑峰蔡军(南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)摘要采用FG H95镍基高温合金粉末对航空发动机叶片铸造材料G H4169基体进行了激光熔覆修复的实验。

通过改变激光熔覆修复过程中抽运电流、离焦量、扫描速度以及扫描间距等工艺参数,研究了各工艺参数对激光熔覆修复件成形质量的影响。

实验结果表明,G H4169高温合金和FG H95镍基高温合金粉末可以实现良好的冶金结合,当抽运电流300A 、离焦量+8mm 、扫描速度180mm/min 、扫描间距1.0mm 时,激光熔覆修复件熔合区能获得最少缺陷的成形质量。

关键词激光技术;激光熔覆修复;镍基合金;工艺参数;成形质量中图分类号 T N 249;T G174.44 文献标识码 A doi :10.3788/LOP 48.101403Effect of Process Paramete rs on Forming Quality of Fusion Zonein Lase r CladdingZhi Xiang Zhao Jianfeng Cai Jun(College of M echan ical a n d Elect r onic En gineer in g ,Na njin g U niv er sity of Aer ona u tics a nd Astr on au tics ,Na njin g ,Jia ngsu 210016,Chin a )Abstract The powerful laser sintering experim ent is performed on the foundry material G H 4169of an aircraft engine blade by using FGH 95which is one of nicke -l based metal powder material.By c hanging the technology parameters such as pump current,defocusing distanc e,scanning speed and scanning line spac ing in the laser sintering process,the effect on the forming quality of fusion zone of the sintered spec imens is studied.It has been found that the foundry materia l GH 4169c an ac hieve a good metallurgic al bonding with nicke-l based metal powder material FGH 95.When the pump current is 300A,the defocusing distance is 8mm,the sc anning speed is 180mm/min,the scanning line spacing is 1.0mm,and the fusion zone in laser cladding has a better forming quality.Key wo rds laser technique;la ser cladding composite to repair;nic kels -based alloy;proc ess parameters;forming qualityOCIS co des 140.3390;350.3390;350.3850收稿日期:2011-03-21;收到修改稿日期:2011-04-23;网络出版日期:2011-08-06基金项目:南京航空航天大学青年科技创新基金(N S2010144)资助课题。

激光熔凝覆盖率对材料表面力学性能影响的模拟

４Ｃ．材料参数为弹性模量Ｅ＝２２Ｇａ泊淞比ｖ＝０２，服强度为７０ＭＰ．０ｒ其１Ｐ，．８屈８ａ计算模型不考虑接触过程中由于摩擦升温的影响，设每一摩擦副的摩擦系数在接触并过程中保持不变．限元分析利用ＡＡＵ有ＢＱＳ软件相应的模块＿，义环熔凝表面为接触对的６定Ｊ主控表面，为从属表面，触摩擦采用库仑摩擦模型．块接有限元的网格划分注意到环块接触的特点，别是环表面熔凝坑的形状、小等特点．特大注意到环结构的周期对称性，部分环，析环块接触应力瞬态分布，出的应力幅值即为取分得接触载荷下，料表层循环应力幅值．凝坑半径为７ｔ环网格划分距离大约为５Ｊ，材熔０ｔｍ，０／ｎａ
＊国家自然科学基金（９９９ｏ重大项目、１８１８）国家杰出青年科学基金（９２２５和中国科学院院基金资助１５５０）２０－９２０００－７收到第１，０１６１稿２０－．３收到修改稿．０
维普资讯
的影响．２分析模型
激光熔凝在材料表层形成有规律排列的熔凝坑．１为四种覆盖率材料表层形貌图图像．覆盖率分别为（）１０（坑间距ｄ等于熔坑半径ｒ，ｂ７．％（５其Ｊａ０％熔）（）８５ｄ＝２）ｃ７ｒ，（）３．５（％ｄ＝３）（）１．％（ｒ，ｄ９６ｄ＝４）（）覆盖率为７．％材料表层侧视图．ｒ，ｅ８５有限元分析模型是根据激光熔凝材料的环块磨损实验而建立的．虑材料表层由于激考光熔凝处理，层微结构形貌的差异，用二维模型，相应的曲线模拟材料接触表面．块表采用环接触，以６环０转／速度绕固定轴转动，两侧固定，荷Ｆ从块下表面施加（２．分块载图）计算参数皆取于实际的实验试件，材料为不锈钢（ＣｌＮ９ｉ，本构关系由材料拉环１ｒ８ｉＴ）其

激光功率参数对熔覆合金层力学性能影响的研究

激光功率参数对熔覆合金层力学性能影响的研究在不同激光功率下对Q235B钢表面进行了激光熔覆，观察分析了不同功率下熔覆层的宏观表面形貌，测试了熔覆层的硬度，并进行了拉伸和冲击性能试验，所选用的合金粉末为Ni60+15%WC。

研究结果表明，不同激光功率对熔覆层的表面质量有很大影响，随着激光功率的提高，熔覆层表面开裂的几率会增大；熔覆后的试件表面硬度和力学性能较基材都得到了提高，且激光功率P=3.0kW时提高程度最大，即硬度提高了227%，抗拉强度提高了14%～39%，冲击韧度提高了近50%。

标签：Q235B；激光熔覆；合金粉末；硬度；力学性能引言金属表面激光熔覆强化技术是近年来发展起来的一种新型表面处理工艺，可有效地改善金属表面性能[1-3]。

激光熔覆可以在廉价的基材表面得到具有耐磨、耐热和耐腐蚀等优良性能的熔覆层，在许多领域已得到了广泛的应用[4-5]。

目前激光熔覆材料主要有Fe基、Co基、Ni基粉末和金属陶瓷粉末等，其中Ni基自熔合金具有良好的韧塑性、耐磨性、抗冲击性、润湿性和抗氧化性等[6-7]。

影响激光熔覆层质量的因素很多，但多数研究主要集中在以下几个主要因素：激光功率、扫描速度、搭接率等。

文章采用激光熔覆技术在Q235B钢表面制备Ni60+15%WC合金熔覆层，对比研究了不同激光功率下熔覆层的表面宏观形貌、硬度及熔覆后试件的抗拉性能和抗冲击性能。

1 实验1.1 实验材料实验基材选用Q235B钢，其抗拉强度为375～460MPa，屈服强度为235MPa，洛氏硬度为18.2HRC，化学成分见表1。

将金属基材加工成200mm×300mm×5mm 的钢板试样，用金相砂纸打磨表面，再用无水乙醇清洗待用。

试验选用自熔合金Ni60与WC混合的合金粉末作为熔覆层材料。

Ni60为粘结相，粒度为140～320目，Ni60合金粉末的化学成分如表2所示。

WC为硬质相，粒度为200～300目。

将Ni60+15%WC粉末用混粉器混合均匀，加热200℃烘干2h待用。

激光熔覆对铝合金表面粗糙度的提升研究

激光熔覆对铝合金表面粗糙度的提升研究摘要：本文通过对激光熔覆技术在铝合金表面加工中的应用进行研究，旨在探讨激光熔覆对铝合金表面粗糙度的提升效果。

研究结果表明，激光熔覆能够显著提高铝合金表面的粗糙度，并且可以通过调整加工参数实现不同粗糙度的要求。

本文还分析了激光熔覆对铝合金表面粗糙度提升的机理，并讨论了激光熔覆技术的优点和不足之处。

最后，本文提出了进一步研究的方向和建议。

1. 引言铝合金是一种重要的结构材料，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。

铝合金的表面粗糙度对其性能具有重要影响。

传统的表面加工方法如机械加工、化学处理等存在一定的局限性，无法满足一些特殊应用下对表面粗糙度的要求。

而激光熔覆技术由于其高能量密度和瞬时加热的特点，在改善铝合金表面粗糙度方面具有独特的优势。

2. 激光熔覆技术概述激光熔覆技术是一种通过激光束将粉末熔融喷射到工件表面形成覆盖层的加工方法。

激光熔覆技术可以实现局部表面改性，具有高效、高精度和低热影响等特点。

在铝合金加工中，激光熔覆技术可以通过精确控制加工参数实现对表面粗糙度的调控。

3. 激光熔覆对铝合金表面粗糙度的提升效果通过实验研究，我们发现激光熔覆技术对铝合金表面粗糙度有显著的提升效果。

不同的激光功率和扫描速度会对表面粗糙度产生不同影响。

当增大激光功率或减小扫描速度时，可以获得更高的表面粗糙度。

同时，激光熔覆的覆盖层厚度也会对表面粗糙度产生影响，增大覆盖层厚度可以获得更高的粗糙度。

4. 激光熔覆对铝合金表面粗糙度提升的机理激光熔覆对铝合金表面粗糙度提升的机理主要有两个方面。

首先，激光熔覆过程中，激光能量会导致表面粉末熔融，并在冷却后形成覆盖层。

这个过程中，熔融和冷却的热流会引起显微缺陷的形成，从而增加表面的粗糙度。

其次，激光熔覆过程中，熔融粉末会与基体相互作用，从而使基体表面产生高温、高应力等效应，进一步改变表面形貌。

5. 激光熔覆技术的优点和不足激光熔覆技术具有多种优点，包括高能量密度、高控制性、表面改性容易实现等。

激光热处理对金属材料耐疲劳性能的改善研究

激光热处理对金属材料耐疲劳性能的改善研究概述：金属材料的疲劳失效是一种常见的材料失效形式，严重影响了金属材料的使用寿命和可靠性。

为了提高金属材料的疲劳性能，诸多表面处理方法被提出。

其中，激光热处理技术因其高能量密度、快速加热、局部加热和深度调控等特点，成为改善金属材料耐疲劳性能的一种有效方法。

一、激光热处理原理及机制：激光热处理是利用激光产生的高能量光束对金属表面进行加热处理的一种技术。

在激光束作用下，金属表面发生剧烈加热和迅速冷却的过程。

激光加热使表面金属迅速达到高温，形成高温梯度激活材料表面的相变、固溶、析出等反应，从而改善材料的力学性能和耐疲劳性能。

二、激光热处理对金属材料耐疲劳性能的改善机制：1. 激发金属晶体生长：激光热处理可以激发金属晶体生长，形成更多的细小晶界和晶界尺寸分布均匀。

这些细小晶界能够阻碍裂纹的扩展，从而提高材料的耐疲劳性能。

2. 产生残余应力：激光热处理过程中，材料表面经历了快速加热和快速冷却，产生了残余应力场。

这些残余应力能够改变材料的应力分布，阻碍裂纹的扩展，从而提高材料的耐疲劳性能。

3. 表面渗碳或氮化：通过在激光热处理过程中引入碳或氮等元素，可以使材料表面形成高硬度的碳化物或氮化物层。

这些硬质化层能够提高材料的抗磨损性能和耐疲劳性能。

4. 细化析出相：激光热处理还能够通过调节材料的组织结构，细化析出相的尺寸和分布。

这些细小的析出相能够加强材料的强度和韧性，提高其耐疲劳性能。

三、激光热处理工艺参数的影响：1. 激光功率：激光功率的大小决定了加热速率和加热深度。

较高的激光功率可以实现快速加热，从而形成细小的晶粒和均匀的残余应力场。

2. 扫描速度：扫描速度决定了激光作用区域的停留时间。

适当的较低扫描速度可以提供足够的加热时间，促进晶体生长和相变反应，有利于改善材料的耐疲劳性能。

3. 激光束直径：激光束直径的变化将直接影响激光功率密度的分布。

适当的激光束直径能够保持激光加热的均匀性和稳定性。

激光加工对铝合金材料微观组织的影响研究

激光加工对铝合金材料微观组织的影响研究铝合金是一种轻质高强度的材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

激光加工是一种高能量密度热源加工技术，具有高效、精密、无接触等优点，被广泛应用于铝合金制造领域。

本文主要研究激光加工对铝合金材料微观组织的影响。

一、铝合金的微观组织铝合金的微观组织包括晶粒、相、位错和孪晶等。

晶粒是材料中晶体的基本单位，相是由多个晶粒组成的区域，不同相具有不同的化学成分和晶体结构。

位错是晶粒内部的细微错位，可以影响材料的力学性能。

孪晶是晶体的特殊结构，具有高的韧性和强度。

铝合金的微观组织对其力学性能和加工性能有重要影响。

晶粒细化可以提高材料的强度和韧性，相的组成和分布可以影响材料的耐腐蚀性和疲劳寿命。

位错和孪晶可以影响材料的塑性变形和断裂特性。

二、激光加工对铝合金微观组织的影响激光加工是一种高能量密度热源加工技术，对铝合金的微观组织产生了复杂的影响。

研究激光加工对铝合金微观组织的影响，可以为铝合金加工和应用提供科学依据。

1. 激光加工对晶粒尺寸的影响激光加工可以通过快速加热和冷却过程使铝合金的晶粒尺寸发生变化。

激光熔化区的晶粒尺寸普遍比未加工区域小。

这是因为激光加工过程中，激光热源的快速加热和冷却引起了晶粒再结晶和晶粒细化。

此外，晶粒尺寸的变化还与激光功率、扫描速度、气氛环境、铝合金成分和初始微观组织等因素有关。

2. 激光加工对相组成的影响激光加工也会对铝合金的相组成和分布产生影响。

研究表明，激光加工可以引起铝合金中的相转变和相分解。

例如，在激光熔化区域，α相（铝基固溶体）和θ相（MgZn2）会产生化学反应生成T（Al2Mg3Zn3）相和Al8Cu4Fe相。

此外，激光加工还可以导致铝合金中粗大的相颗粒在熔化区域重新分布和细化，从而影响材料的力学性能和耐腐蚀性。

3. 激光加工对位错和孪晶的影响位错和孪晶是铝合金微观组织中重要的变形机制。

激光加工可以引起位错的迁移和重新排列，从而改变材料的塑性变形行为。

铝合金激光熔覆涂层的组织性能研究

铝合金激光熔覆涂层的组织性能研究随着科技的不断发展，人们对于材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能的要求也愈加严格。

在这样的背景下，铝合金激光熔覆涂层作为一种新型的表面处理技术，得到了广泛的应用和研究。

在本篇文章中，我们将从组织性能的角度，探究铝合金激光熔覆涂层的优势和特点。

1. 激光熔覆涂层的形成过程激光熔覆涂层的形成过程主要有以下几个步骤：（1）选用合适的基材和覆盖材料，并将其置于激光束的照射下；（2）激光束将覆盖材料熔化，并将其喷射到基材表面；（3）在高温下，基材表面会发生一系列的物理和化学反应，形成一层混合物；（4）经过冷却和凝固，激光熔覆涂层最终形成。

2. 铝合金激光熔覆涂层的特点铝合金作为一种轻质材料，具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，因此在航空航天、汽车制造和电子设备等领域有广泛的应用。

铝合金激光熔覆涂层具有以下几个特点：（1）显著的强度提高：因为激光熔覆涂层会在基材表面形成一层坚硬、致密的混合物，因此会显著提高铝合金材料的强度和硬度。

（2）耐磨性提高：激光熔覆涂层的表面硬度高，能够有效地提高铝合金材料的耐磨性和耐蚀性。

（3）材料质量保证：激光熔覆涂层制备过程中，熔化和固化速度快，因此不容易出现晶粒长大和气孔等缺陷。

3. 铝合金激光熔覆涂层的组织结构铝合金激光熔覆涂层的组织结构主要由以下几个方面的因素影响：（1）喷射材料的选择：不同的喷射材料对涂层的组织结构会产生不同的影响，比如喷射粉末的形状、大小和成分等。

（2）涂覆层厚度：涂覆层的厚度对组织结构的影响比较显著，通常情况下，涂层厚度越厚，涂层的晶粒也会相应变得更大。

（3）热量影响区：涂层的组织结构还与热量影响区有关，热量影响区受到的热量越大，涂层的组织结构也会相应地发生变化。

4. 铝合金激光熔覆涂层的应用前景由于铝合金激光熔覆涂层具有显著的优势和特点，因此在未来的发展中具有广阔的应用前景。

其中，涂层技术在航空航天、汽车制造、电子设备、工程机械等行业都有着广泛的应用。

激光熔覆金属材料的属性分析

激光熔覆金属材料的属性分析激光熔覆技术是目前金属材料加工领域中的一项重要技术之一。

激光熔覆技术具有高效率、高精度、低污染等特点，广泛应用于航空航天、汽车、造船、医疗等行业。

本文主要分析激光熔覆金属材料的属性，对于研究金属材料加工领域的读者具有一定的参考价值。

一、激光熔覆技术的基本原理激光熔覆技术是利用高能密度激光束加热金属表面，使金属表面熔化并在熔化状态下喷射金属粉末，金属粉末与基材表面熔合，形成涂层，涂层与基材间质量相当，具有很好的结合强度和抗腐蚀性能。

激光熔覆技术主要应用于金属表面修复、加强、改性处理等方面，是目前最为先进的金属材料表面加工技术之一。

二、激光熔覆金属材料的属性在激光熔覆金属材料中，涂层和基材的物理、化学和力学性能是评价其质量和应用性能的重要指标。

以下是针对涂层和基材的属性进行分析。

1. 涂层的性能(1) 光学性能：涂层具有很好的光学性能，由于激光光斑尺寸小，涂层中的晶体粒度小，可以保证涂层具有很好的光滑度。

(2) 密度：激光熔覆技术的涂层中的晶体粒度小，因此涂层的密度高。

涂层中的气孔少，表面光滑，通常熔覆比在20%左右时，密度就能达到98%以上。

(3) 化学成分：涂层的化学成分对涂层质量和应用性能有着关键性的影响。

不同的涂层材料有不同特点的化学成分，例如氧化铝、氧化钨、碳化铬等，通过选取合适的材料及合适的化学成分，可以使涂层具有很好的化学稳定性和耐磨性。

(4) 抗磨性：激光熔覆涂层的抗磨性能优异，主要原因是涂层表面硬度高、强度高，可以有效减少磨损和摩擦。

2. 基材的性能(1) 晶粒度：激光熔覆技术对基材晶粒度的影响较大，涂层与基材的结合强度与晶粒度成反比。

激光熔覆涂层的温度梯度迅速，基材在短时间内深度加热后快速冷却，从而使晶粒尺寸变细。

(2) 化学成分：基材的化学成分对涂层质量与应用性能有着重要的影响。

合适的合金元素能够增加基材的强度、硬度、抗腐蚀性等，提高与涂层之间的结合强度。

激光熔覆层的疲劳强度及疲劳寿命预测模型

有关“激光熔覆层”的疲劳强度及疲劳寿命预测模型有关“激光熔覆层”的疲劳强度及疲劳寿命预测模型如下：激光熔覆层的疲劳强度及疲劳寿命预测模型是材料科学和工程领域的重要研究方向。

疲劳强度描述的是材料在循环载荷作用下抵抗破坏的能力，而疲劳寿命则指的是材料在承受循环载荷直至失效所经历的时间或循环次数。

对于激光熔覆层，由于其特殊的微观结构和力学性能，其疲劳行为和寿命预测模型可能与传统材料有所不同。

预测模型通常基于材料的应力-应变行为、微观结构特征、载荷条件以及环境因素等。

常见的疲劳寿命预测模型包括：1.Palmgren-Miner线性累积损伤模型：这是最早提出的疲劳累积损伤模型之一。

它假设疲劳损伤是线性累积的，即每次循环载荷都会造成一定量的损伤，当损伤累积到临界值时，材料发生疲劳破坏。

2.Coffin-Manson模型：该模型考虑了应变幅值和平均应变对疲劳寿命的影响，适用于描述低周疲劳行为。

3.Basquin模型：用于描述材料的疲劳应力-寿命关系，通常表示为应力幅值的幂函数与疲劳寿命之间的关系。

4.能量法模型：基于能量守恒原理，认为材料在疲劳过程中能量的耗散与疲劳损伤有关。

对于激光熔覆层，由于其特殊的材料属性和制造工艺，可能需要针对其特性开发或修正现有的疲劳寿命预测模型。

这通常涉及对激光熔覆层的详细表征，包括其微观结构、力学性能和疲劳行为的研究。

此外，还需要考虑激光熔覆过程中可能引入的缺陷、残余应力和热影响区等因素对疲劳性能的影响。

总的来说，激光熔覆层的疲劳强度及疲劳寿命预测模型是一个复杂且不断发展的研究领域。

随着材料科学和计算技术的发展，未来可能会有更精确和实用的模型出现。

激光熔覆的缺点是什么

激光熔覆的缺点是什么尽管激光熔覆技术在近年来得到了快速发展，并且在某些工业领域获得了一些应用，但该项技术目前尚处于发展阶段，还存在一些问题有待解决。

①激光熔覆层的冶金质量。

涂层材料与基材材料两者理想结合应是在界面上形成致密的、低稀释度的、较窄的交互扩散带。

而这一冶金结合除与激光加工工艺及熔覆层的厚度有关外，主要取决于熔覆合金与基材材料的性质。

良好的润湿性和自熔性可以获得理想的冶金结合。

但是，熔覆层合金与基材材料的熔点差异过大，则形成不了良好的冶金结合。

熔覆层合金熔点过高，熔覆层熔化小，表面光洁度下降，且基材表层过烧严重污染覆层；反之，涂层过烧，合金元素蒸发，收缩率增加，破坏了覆层的组织与性能。

同时基材难熔，界面张力增大，涂层与基材间难免产生孔洞和夹杂。

在激光熔覆过程中，在满足冶金结合时，应尽可能地减少稀释率，研究表明，对于不同的基材材料与搜层合金化时所能得到的最低稀释率并不相同，一般认为，稀释率保持在5%以下为宜。

②气孔。

在激光熔覆层中气孔也是一种非常有害的缺陷，它不仅易成为熔覆层中的裂纹源，并且对要求气密性很高的熔覆层也危害极大，另外它也将直接影响熔覆层的耐磨、耐蚀性能。

它产生的原因主要是，涂层粉末在激光熔覆以前氧化、受潮或有的元素在高温下发生氧化反应，在熔覆过程中就会产生气体。

再者由子激光处理是一个快速熔化和凝固过程，产生的气体如果来不及排出，就会在涂层中形成气孔。

此外还有多道搭接熔覆中的搭接孔洞、熔覆层凝固收缩时带来的凝固孔洞以及熔覆过程中某些物质燕发带来的气泡。

一般说来,激光熔覆层中的气孔是难以避免的，但与热喷涂涂层相比，激光熔覆层的气孔明显减少。

在激光熔覆过程中可以采用一些措施加以控制，常用的方法是严格防止合金粉末储运中的氧化，在使用前要烘干去湿及激光熔覆时要采取防氧化的保护措施，根据试验，选择合理的激光熔覆工艺参数等。

③激光熔覆过程中成分及组织不均匀。

在激光熔覆过程中往往会产生成分不均匀，即所谓成分偏析以及由此带来的组织不均匀。

浅谈激光熔覆技术

浅谈激光熔覆技术激光熔覆技术是一种将激光束焦点扫描在材料表面上，使其熔化并与基体相融合形成一层涂层的加工技术。

它具有高效、高精度、低热影响和可控性强等优点，被广泛应用于各个领域。

激光熔覆技术的加工原理是利用激光束高能量密度的特性，瞬时加热材料表面，使之达到熔点并迅速冷却固化，形成一层致密、结合力强的涂层。

激光束的瞬时作用使熔覆过程经历了瞬时液相、快速凝固、固相变形和再晶粒化等阶段，最终形成高质量的涂层。

激光熔覆技术主要应用于表面改性、修复和再制造领域。

在表面改性方面，它可以提高材料的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗疲劳性，增加工件的使用寿命。

在修复方面，激光熔覆技术可以修复损坏的工件表面，使其恢复到原有的形状和性能。

在再制造方面，它可以利用原有的废弃工件或不合格产品，通过激光熔覆技术修复并加工成为新的产品，实现资源的再利用。

激光熔覆技术与传统的表面处理技术相比具有独特的优势。

激光熔覆技术可以在非接触的条件下加工，避免了物理接触对工件表面的破坏。

激光熔覆技术具有高能量密度和高作用速度，可以实现高效率的加工，缩短加工周期。

激光熔覆技术可以实现局部加热和局部熔化，减小热影响区，避免了材料的过热和熔化，并提高了涂层的质量。

激光熔覆技术也存在一些挑战和限制。

激光熔覆技术对材料粒度和成分的要求较高，只适用于某些可熔覆型材料。

激光熔覆过程中涂层与基体之间的界面结合强度容易受到扫描速度、激光功率和焦距等因素的影响。

激光熔覆技术的设备复杂，成本较高，对操作人员有一定的技术要求。

激光熔覆技术是一种高效、高精度、低热影响和可控性强的表面处理技术。

它在表面改性、修复和再制造领域具有广泛的应用前景。

未来，随着激光技术和材料科学的进一步发展，激光熔覆技术将越来越成熟，应用范围将进一步扩大。