利用5 kW CO2连续激光,在低碳钢表面熔覆钴基合金和添加钒氮合金的钴基合金涂层。采用光学显微镜(OP)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了熔覆层的显微组织和相结构; 利用显微硬度计及滑动磨损试验机测试了熔覆层的硬度和抗磨损性能。结果表明,Co基合金涂层主要组成相为γ-Co与碳化物Cr23C6; 加入钒氮合金后,出现了σ-FeV和VN等相,涂层凝固组织明显细化,熔覆层硬度提高,且界面处硬度均比表层高; 熔覆层的耐磨性随钒氮合金的加入及激光扫描速度的增加而提高,同时对熔覆层的磨损机制进行了分析。

依据有限元思想,利用SYSWELD商业专用软件,以低碳钢为例,同时考虑了相变潜热与温度的关系,采用了带锥形的高斯三维移动热源对激光焊接过程温度场进行动态模拟.通过对温度场模拟结果的分析,表明考虑了相变潜热、同时采用带锥形的三维高斯热源所建立的模型能够准确的反映激光焊接的主要特点.小孔效应、高能量密度、窄的热影响区等特征在模拟结果中得到验证,为进行焊接应力场的模拟提供了依据.

为了研究纳米CeO₂颗粒对激光熔覆层的组织和性能的影响，在Q235钢基体上制备了加入不同量纳米CeO₂的Ni基合金熔覆层，利用OLMPUSPME－3型光学显微镜，XD－3A型X射线衍射仪，HV－1000型显微硬度计，MM－200型环－块磨损试验机和扫描电镜等对激光熔覆层显微组织、相结构、显微硬度、磨损性能和磨损机理进行了研究。结果表明，在激光熔覆层中添加纳米CeO₂能够细化组织，改变凝固组织的形态。当加入质量分数为1．5%的纳米CeO₂时，熔覆层凝固组织形态为等轴树枝晶；生成了含Ce的新相Ce₂Ni₂₁B₆，明显提高了熔覆层的显微硬度和耐磨性；熔覆层磨损由严重磨损转化为轻微磨损。但是加入过量的纳米CeO₂，硬度反而降低。

采用横流5 kW CO2激光,在Ni基高温合金表面制备了纳米Al2O3/Ni基合金复合材料激光熔覆层。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)及附件(EDS)分析了熔覆层的快速凝固组织、成分及纳米颗粒的分布。结果表明,未加纳米Al2O3时界面区为垂直于界面、定向生长的柱状树枝晶组织;加入纳米Al2O3后,熔池凝固结晶组织形态发生变化,由细长的柱状树枝晶逐步过渡为较短的树枝晶;当Al2O3的加入量为1%时,熔覆层与基体的界面区不出现定向生长,整个断面呈现等轴枝晶组织;纳米Al2O3促进固液界面前沿形核,纳米Al2O3附着在晶体生长的前沿,阻碍晶体的长大,凝固组织得到显著细化;纳米Al2O3颗粒抑制了熔覆层裂纹的形成。

采用5kW CO2激光器在IF钢表面激光熔覆Co-Cr-W-Ni-Si合金/SiCp陶瓷涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的相结构和凝固组织特征.对熔覆层的耐磨性进行了试验.结果表明,熔覆层细小均匀,与基体搭接处为平面、胞状晶,表层为细密的枝晶.熔覆层的相结构为γ-Co及Si2W,CoWSi,Cr3Si,CoSi2等相.SiC的加入提高了熔覆层的耐磨性.

利用5 Kw CO2激光器在Ni基铸造高温合金/45#钢基体上宽带、窄带激光熔覆了H(o)gan(a)s钴基合金,制备了无缺陷的涂层.用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对比分析了熔覆层的显微组织特征和相结构.结果显示,熔覆层均为由初生相γ-Co枝晶和γ-Co+Cr23C6共晶组成.宽带熔覆层界面为垂直于界面生长,窄带熔覆层界面结晶方向受热流控制,为多方向结晶.45#钢熔覆层界面具有明显的白亮过渡层且宽带熔覆比窄带宽；Ni基合金熔覆层界面区很宽且不规则,无白亮色过渡层.沿熔覆层中心线的纵截面取样可见平行生长的枝晶.