1 西安热工研究院电站材料焊接与修复技术研究所，陕西 西安 710054
2 西安航空学院材料工程学院，陕西 西安 710077
3 西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西 西安 710072
整体式阀门阀座是超（超）临界火电机组中的关键重要部件。实现阀门密封面的现场修复是火电装备制造领域的研究热点之一。本文针对火电机组阀门常用SA182 F91耐热钢开展了激光熔覆Stellite 6钴基合金修复试验研究，通过改变工艺参数制备了一系列熔覆厚尺寸修复试样，并开展了金相、硬度、三点弯曲、室温冲击等分析测试。结果表明：激光熔覆Stellite 6钴基合金组织具有典型的外延生长凝固特征，主要由面心立方γ-Co固溶体组成；修复试样的硬度可达450~500 HV，抗弯强度可达1246~1582 MPa，室温冲击功可达40~60 J，修复层与基材的结合强度高。熔覆层内易出现气孔、熔合不良等缺陷，熔覆工艺参数的选择应遵循能量密度低、可靠性高的原则。
激光技术 激光熔覆修复 Stellite 6钴基合金 硬度 三点弯曲试验 室温冲击功 激光与光电子学进展
2021, 58(5): 0514007
1 成都飞机工业(集团)有限责任公司, 四川 成都 610000
2 西北工业大学理学院, 陕西 西安 710072
镍基单晶高温合金叶片的表面缺陷修复是实现其制造及延寿技术的关键,也是材料物理与化学学科的热点研究问题。提出了一种激光熔凝二次旋转基体修复单晶合金的新方法,采用实验与理论模型相结合的方式,以DD6镍基高温合金为研究对象,探究了绕[010]方向旋转45°、再沿[001]方向旋转不同角度ξ时不同晶向区域的分布变化规律。实验结果表明,随着ξ的增大,熔池内一侧单一晶向区域分布增大,同时获得了可使熔池一侧只存在单一晶区的基体取向(11 2)/[ 20 1ˉ](即ξ=45°)。本研究揭示了激光熔凝单晶高温合金过程中改变基体晶向对外延生长组织内部杂晶形成能力的影响机制,并为修复单晶高温合金叶片表面缺陷的激光熔覆修复技术提供了全新的优化思路。
激光技术 单晶高温合金叶片 激光熔覆修复技术 基体取向 敏感度
1 河海大学机电工程学院, 江苏 常州 213022
2 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 黑龙江 哈尔滨 150001
利用激光熔覆修复方法修复了预置有通槽的5A06铝合金试样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜等对修复试样的显微组织和拉伸性能进行了分析。热影响区中的β相在修复过程中受到热作用,尺寸增大,当线能量达到166.7 J/mm时,β相尺寸增大到1 μm以上。修复区的显微组织由α相、晶粒内部析出的β相及沿α相晶界分布的Al-Si共晶组织构成。当激光功率为1400 W时,未熔合缺陷得到有效抑制,气孔缺陷导致修复区强度和延伸率低于母材。
激光技术 激光熔覆修复 5A06合金 组织性能 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 231409
1 江苏理工学院材料工程学院, 江苏 常州 213001
2 常州轻工职业技术学院机械工程与技术学院, 江苏 常州 213164
通过疲劳裂纹扩展实验，研究了激光冲击处理对TC4修复件疲劳裂纹扩展速率的影响，对比分析了激光冲击处理前后TC4修复件的表层残余应力、表面粗糙度和断口形貌的变化。结果表明，TC4修复件的激光修复区由β晶粒和沿晶界分布的α相组成，热影响区由等轴α晶粒和β转变组织组成。激光冲击处理TC4修复件物相的衍射峰半峰全宽较大，其表层的残余应力为压应力，表面的粗糙度增大。通过修正的七点递增多项式拟合法，获得了不同修复件的裂纹扩展速率方程。激光冲击TC4修复件的疲劳裂纹扩展速率小于未激光冲击的。
激光技术 激光熔覆修复 激光冲击处理 TC4钛合金 残余应力 裂纹扩展速率 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 071405
上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620
采用光纤激光器在不锈钢表面进行侧向送丝熔覆修复实验，系统地研究了激光工艺参数对熔覆道形貌影响并确定合适的多道搭接率取值范围，为多道多层送丝激光熔覆修复技术应用提供指导。结果表明：影响熔覆道宏观成形和形貌参数的激光工艺参数主要有激光功率、扫描速度和送丝速度，离焦量的影响相对较小，当激光能量密度为100 J/mm2，熔丝率为39.44×10-6 g/J时，可得到稳定平滑的熔覆道；合适的搭接率变化范围为45%~53%，此时多道单层熔覆层表面平整度在100 μm以下。
激光技术 光纤激光器 激光熔覆修复 工艺参数 中国激光
2014, 41(11): 1103006
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
为了提高激光熔覆修复性能的稳定性，针对GH4169镍基高温合金，从控制稀释率的角度进行了单因素工艺试验。试验结果表明：在一定的参数范围内，稀释率随激光功率的增大而增大，随送粉速率的增大而减小，扫描速度对稀释率的影响不大。为了简化稀释率的研究过程，将激光功率与送粉速率的比值定义为粉末吸热密度，即修复过程中单位质量粉末吸收的激光能量，进一步确立了粉末吸热密度与稀释率的正相关性。运用回归的思想，通过SPSS软件对试验结果进行数据分析，建立了粉末吸热密度与稀释率的关系模型并验证了其准确性，为镍基高温合金激光熔覆修复性能的稳定性研究提供了理论参考与试验支持。
激光技术 激光熔覆修复 稀释率 工艺参数 粉末吸热密度 回归分析
海军驻西安地区航空代表室, 陕西 西安 710060
整体叶盘是新一代航空发动机中实现结构创新与技术跨越的核心部件, 相比原有叶盘, 设计的整体集成有助于减重、减级、增效、提高可靠性等。但是, 整体叶盘在加工过程中由于误加工所致损伤, 服役过程中叶片受外物打伤或因高周疲劳而损伤的情况时有发生, 如果对叶盘进行整体更换, 势必造成时间和经济上的巨大浪费。因此, 整体叶盘的修复再制造技术就成为了制约这种先进结构获得广泛应用的一个关键。对整体叶盘修复技术国内外研究现状进行了评述, 分析了包括钨极氩弧焊、线性摩擦焊、激光熔覆修复三种修复工艺方法的适用性。
整体叶盘 损伤 激光熔覆修复 线性摩擦焊 再制造 blisk damage laser cladding repair linear friction welding remanufacture
南京航空航天大学机电学院， 江苏 南京 210016
采用FGH95镍基高温合金粉末对航空发动机叶片铸造材料GH4169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，GH4169高温合金和FGH95镍基高温合金粉末可以实现良好的冶金结合，当抽运电流300 A、离焦量+8 mm、扫描速度180 mm/min、扫描间距1.0 mm时，激光熔覆修复件熔合区能获得最少缺陷的成形质量。
激光技术 激光熔覆修复 镍基合金 工艺参数 成形质量 激光与光电子学进展
2011, 48(10): 101403
