激光重熔强化工艺参数讲解
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激光重熔强化的工艺参数
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光重熔强化工艺参数
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光重熔强化工艺参数的选定
重熔强化工艺参数研究意义
影响激光重熔强化效果的因素： 1、激光重熔工艺参数 2、基材状态 3、激光器类型 激光重熔工艺参数： 激光器输出功率、扫描速度、光斑尺寸大小、搭接系数、气 体保护方式、工件表面状况
搭接系数合适的范围：5%~20%
气体保护方式
激光温度高，金属易氧化，会导致表面质量差、加工困难、破坏强化层
图3 不同的气体保护方式
a:同轴气流，b:筛孔罩式，c:中空式，d:侧向气流式，e:牵引式
工件表面质量
需处理的材料：表面粗糙度值很小的工件材料（如不锈钢、铝合
金、镁合金等）或精加工后的零件，光亮的表面对激光的反射率大幅 度提高，此时，激光熔凝处理前需对工件进行预处理。 表面预处理（又称为黑化处理）：在需要激光重熔的部位涂覆一 层对激光有较高吸收能力的覆层。 常用方法：磷化法、喷（刷）涂料法。
C：P=4.6kW，v=1000mm/min
F：P=3.6kW，v=1400mm/min
图2 不同工艺激光重熔外观形貌
搭接系数
1、搭接目的 单道扫描宽度有限，难以实现大面积工件重熔强化 2、搭接处性能影响 1）搭接处回火，硬度 2）搭接处残余奥氏体被细化、位错密度高，硬度 整体硬度是 还是 ，看哪项占主导
显相变硬化区，仅有热影响区； 3、当ρ很高， v极快时，温度梯度极大，可以获得极高的冷却速度， 表层条状熔化区很窄很浅，表面粗糙度很小。
不同工艺参数宏观形貌
A：P=2.2kW，v=1000mm/min
D：P=3.6kW，v=200mm/min
B：P=3.4kW，v=1000mm/min
E：P=3.6kW，v=800mm/min
激光功率、扫描速度、光斑尺寸
1、当ρ适中，v较慢时，表面熔化区的冷却速度相对较低，形成的 熔凝层较浅，但面积较大，表面呈现出凹凸不平的焊波状，在熔化区
下面有一层较宽较深的相变硬化区；
图1 凹凸不平的重熔层形貌
2、当ρ较大、 v中等或稍快的扫描速度时，表面熔化区冷却速度较
高，形成的熔凝层较浅较窄，表面粗糙度降低，熔化区下化的主要参数有：激光功率、光斑尺寸、 扫描速度、搭接系数、气体保护方法、表面质量等。 2、激光功率、光斑尺寸、扫描速度会影响重熔层外观质量 及重熔层的深浅与宽窄。 3、搭接率介于5%~20%之间为宜 4、激光温度高，金属易氧化，会导致表面质量差、加工困 难等，需进行气体保护 5、根据基材表面粗糙度的大小，决定是否采用表面预处理
作业思考题
1、影响激光重熔强化效果的主要工艺参数有哪些？ 2、激光重熔强化时，哪些材料在什么状态下需要做表面预 处理？
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光重熔强化工艺参数
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光重熔强化工艺参数的选定
重熔强化工艺参数研究意义
影响激光重熔强化效果的因素： 1、激光重熔工艺参数 2、基材状态 3、激光器类型 激光重熔工艺参数： 激光器输出功率、扫描速度、光斑尺寸大小、搭接系数、气 体保护方式、工件表面状况
搭接系数合适的范围：5%~20%
气体保护方式
激光温度高，金属易氧化，会导致表面质量差、加工困难、破坏强化层
图3 不同的气体保护方式
a:同轴气流，b:筛孔罩式，c:中空式，d:侧向气流式，e:牵引式
工件表面质量
需处理的材料：表面粗糙度值很小的工件材料（如不锈钢、铝合
金、镁合金等）或精加工后的零件，光亮的表面对激光的反射率大幅 度提高，此时，激光熔凝处理前需对工件进行预处理。 表面预处理（又称为黑化处理）：在需要激光重熔的部位涂覆一 层对激光有较高吸收能力的覆层。 常用方法：磷化法、喷（刷）涂料法。
C：P=4.6kW，v=1000mm/min
F：P=3.6kW，v=1400mm/min
图2 不同工艺激光重熔外观形貌
搭接系数
1、搭接目的 单道扫描宽度有限，难以实现大面积工件重熔强化 2、搭接处性能影响 1）搭接处回火，硬度 2）搭接处残余奥氏体被细化、位错密度高，硬度 整体硬度是 还是 ，看哪项占主导
显相变硬化区，仅有热影响区； 3、当ρ很高， v极快时，温度梯度极大，可以获得极高的冷却速度， 表层条状熔化区很窄很浅，表面粗糙度很小。
不同工艺参数宏观形貌
A：P=2.2kW，v=1000mm/min
D：P=3.6kW，v=200mm/min
B：P=3.4kW，v=1000mm/min
E：P=3.6kW，v=800mm/min
激光功率、扫描速度、光斑尺寸
1、当ρ适中，v较慢时，表面熔化区的冷却速度相对较低，形成的 熔凝层较浅，但面积较大，表面呈现出凹凸不平的焊波状，在熔化区
下面有一层较宽较深的相变硬化区；
图1 凹凸不平的重熔层形貌
2、当ρ较大、 v中等或稍快的扫描速度时，表面熔化区冷却速度较
高，形成的熔凝层较浅较窄，表面粗糙度降低，熔化区下化的主要参数有：激光功率、光斑尺寸、 扫描速度、搭接系数、气体保护方法、表面质量等。 2、激光功率、光斑尺寸、扫描速度会影响重熔层外观质量 及重熔层的深浅与宽窄。 3、搭接率介于5%~20%之间为宜 4、激光温度高，金属易氧化，会导致表面质量差、加工困 难等，需进行气体保护 5、根据基材表面粗糙度的大小，决定是否采用表面预处理
作业思考题
1、影响激光重熔强化效果的主要工艺参数有哪些？ 2、激光重熔强化时，哪些材料在什么状态下需要做表面预 处理？