采用光纤激光器对ZL114A铸造铝合金进行激光沉积修复实验研究。修复区与基材形成良好的冶金结合。受温度梯度与凝固速度控制, 由修复区底部到沉积层表面, 显微组织呈现由柱状树枝晶向等轴晶的转变。拉伸试验结果表明: 激光沉积修复样品具有良好的拉伸性能, 修复区的抗拉强度达到了铸件标准的87.5%, 断后伸长率远高于铸件标准。ZL114A合金基体的断裂机制为脆性断裂, 而修复区为韧性断裂。激光沉积修复样品的残余应力峰值出现在基材与修复区结合处, 经去应力热处理退火后, 残余应力略有消减, 最大值降幅为10%~23%。

为了研究激光沉积技术修复ZL114A铝合金构件的工艺及性能, 采用多参数组合激光沉积工艺实验制备了单道单层试样, 在分析了其表面形貌、气孔等缺陷产生的原因的基础上, 得到了一组相对优化的工艺参数, 制备了无缺陷的块状修复试样, 并对试样进行了组织分析及硬度检测。结果表明: 铝合金修复试样修复区与基材形成良好的冶金结合, 沉积层底部为以熔池边缘为起点外延生长的柱状树枝晶, 且一次枝晶间距18.38 μm, 二次枝晶间距9.55 μm, 在沉积层顶层顶部出现α-Al柱状枝晶转变为等轴枝晶现象。层带区域Si相脱溶析出并趋于粒状化。由于晶粒细化和固溶强化作用, 沉积区显微硬度较基材提高25.8%。

采用激光沉积修复技术修复预制槽损伤拉伸试样，通过光学显微镜和扫描电子显微镜对修复试件的显微组织、拉伸断口及断口附近变形组织进行分析观察。结果表明,修复区组织由Al枝晶和枝晶间Al-Si共晶组成，Si相呈珊瑚状形貌；修复占比为10%和20%的试件的室温抗拉强度分别达到了铸件标准的90%和88%，断后伸长率均优于铸件标准；基材区断裂机制为脆性断裂，而修复区为韧性断裂；基材区微裂纹断裂方式为穿晶断裂，而修复区为沿晶断裂。