中国激光, 2020, 47 (4): 0411001, 网络出版: 2020-04-09  

激光诱导击穿光谱表征熔覆层缺陷程度 下载: 878次

Characterization of Cladding Defects via Laser-Induced Breakdown Spectroscopy
作者单位
1 福建工程学院机械与汽车工程学院数字福建工业制造物联网实验室, 福建 福州 350118
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥230031
3 华侨大学机电及自动化学院, 福建 厦门 361021
图 & 表

图 1. 激光熔覆样件。(a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

Fig. 1. Laser cladding samples. (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC;(d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

下载图片 查看原文

图 2. 机械加工处理后的样件。 (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC;(c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

Fig. 2. Samples after machining. (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC;(d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

下载图片 查看原文

图 3. 实验装置示意图

Fig. 3. Schematic of the experimental device

下载图片 查看原文

图 4. 熔覆层典型缺陷示意图。(a)气泡;(b)粉末团聚未溶解;(c)裂纹;(d)裂纹、粉末未溶解、气泡

Fig. 4. Schematics of typical defects of the cladding layer. (a) Bubble; (b) powder agglomeration undissolved; (c) crack; (d) crack, powder agglomeration undissolved, bubble

下载图片 查看原文

图 5. FeⅠ 297.109 nm元素信号强度二维强度等高线图。(a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

Fig. 5. Two-dimensional intensity contour map of FeⅠ 297.109 nm signal intensity. (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

下载图片 查看原文

图 6. 样品采样点FeⅠ 297.109 nm的激发信号强度图。(a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

Fig. 6. Intensity diagrams of excitation signal of FeⅠ 297.109 nm at the sampling points. (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

下载图片 查看原文

图 7. Ni I 301.200 nm元素信号强度二维分布图。(a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

Fig. 7. Two-dimensional distribution of signal intensity of Ni I 301.200 nm. (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC;(c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

下载图片 查看原文

图 8. Ni I 301.200 nm激发点顺序强度图。(a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

Fig. 8. Firing point sequence intensity maps of Ni I 301.200 nm. (a) 100%Ni35; (b) 97%Ni35+3%TiC; (c) 94%Ni35+6%TiC; (d) 91%Ni35+9%TiC; (e) 88%Ni35+12%TiC

下载图片 查看原文

表 1Ni35合金粉末元素成分和含量

Table1. Elemental composition and content of Ni35 alloy powder

ElementNiCSiBCrFe
Mass fraction /%Bal0.332.210≤5

查看原文

表 2TiC粉末元素成分和含量

Table2. Element composition and content of TiC powder

ElementTiCCFree COSiNaAl
Mass fraction /%≥99.519.2≤0.2≤0.45≤0.08≤0.05≤0.015

查看原文

表 345钢板元素成分和含量

Table3. Element composition and content of 45 steel plate

ElementCSiMnPS
Mass fraction /%0.42--0.50.17--0.370.5--0.8≤0.035≤0.035

查看原文

表 4熔覆工艺参数

Table4. Cladding process parameters

Laserpower /WCarrier gasvolume /minTurntable speed /(r·min-1)Defocusamount /mmProtectivegasScanning speed /(mm·s-1)Laprate /%
130063016Ar530

查看原文

表 5熔覆层硬度测试结果

Table5. Hardness test results of cladding layers

SampleAverage /HRCStandarddeviationVariance
Substrate14.90.0710.005
145.81.5812.500
247.81.2971.682
342.62.3805.663
445.52.7537.582
543.82.6236.882

查看原文

表 6样品Fe元素的偏离正态系数

Table6. Deviation from normal coefficient of Fe element in sample

SampleTotal NMeanStandard deviationMedianDeviation from normal coefficient
1288849.90781132.2934049851.283-0.031173663
2288811.69767169.9823797812.896-0.021146368
3288670.47218108.9253181669.2450.033798754
4288705.26485208.5320680729.335-0.346279835
5216629.20878192.9595641630.165-0.014866638

查看原文

表 7样品Ni元素的偏离正态系数

Table7. Deviation from normal coefficient of Ni element in samples

SampleTotal NMeanStandard deviationMedianDeviation from normal coefficient
12881196.64405192.90393791192.2950.067635478
22881210.15475248.55047371185.929170.29240234
3288973.64481163.7741662967.33750.11553672
42881112.75152315.90012771129.24333-0.156617316

查看原文

雷鹏达, 付洪波, 易定容, 杨金伟, 孔令华. 激光诱导击穿光谱表征熔覆层缺陷程度[J]. 中国激光, 2020, 47(4): 0411001. Lei Pengda, Fu Hongbo, Yi Dingrong, Yang Jinwei, Kong Linghua. Characterization of Cladding Defects via Laser-Induced Breakdown Spectroscopy[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(4): 0411001.

引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!