在激光熔覆制备钴基合金涂层的过程中引入电磁搅拌,研究了有无磁场辅助时涂层表面在750 ℃/100 h混合盐条件下的抗热腐蚀性能。研究结果表明,无磁场辅助的涂层的抗热腐蚀性能较差,热腐蚀60 h后涂层内部出现严重的内氧化和内硫化,并出现严重失重现象。经磁场辅助的熔覆层形成了稳定性好的保护性Cr₂O₃及CoCr₂O₄尖晶石氧化膜,有效抑制了腐蚀液中S和Cl ^-的向内侵入,在整个腐蚀阶段样品未出现严重开裂剥落现象。电磁搅拌的加入有效细化并均化了熔覆层的显微组织,促进了涂层表面保护性氧化膜的快速形成,阻止了熔盐的扩散,可进一步提高涂层的抗热腐蚀性能。

采用有限元和有限体积法，对交变磁场作用下激光增材制造Ni45合金过程进行了磁-热-流耦合数值分析。结合试验，探讨了外加磁场对凝固组织的演化规律和性能的影响。结果表明，外加磁场增强了由表面张力梯度和浮力耦合产生的强制性环流;随着磁场强度的增大, 激光熔池的对流传热逐渐增强，这使得激光熔池的温度梯度逐渐减小，凝固速率逐渐增大;受此影响，合金成形体的凝固组织逐渐细化，硬度和摩擦磨损性能提高。

为了研究电磁搅拌对TA15钛合金激光熔池的影响, 构建了一种三相三极旋转式电磁搅拌器作用下微小熔池内部的磁流体力学数学模型。运用该模型计算了不同激励电流情况下磁场中心处的磁感应强度和熔池内熔体周向流速, 分析了其对熔池温度分布和组织形成的影响。并采用试验手段对分析计算结果进行了验证。结果表明: 电磁力驱使熔体作周向运动, 且随着远离磁场中心, 洛伦兹力越大, 周向流速越大。随着激励电流的增大, 磁感应强度增强, 熔质周向流速增大。流速加剧能够降低熔池内温度及凝固界面处的温度梯度, 有利于等轴晶的增多。试验证明施加磁场后熔池顶部组织出现等轴晶, 且随着远离磁场中心, 熔池顶部的等轴晶数量逐渐增多, 与计算结果的分析趋势相吻合。

利用自行研制的电磁搅拌装置辅助钛合金激光沉积修复，通过有限元软件ANSYS进行数值模拟，并与试验相结合，研究了钛合金激光熔池内“磁-电-力”的相互作用关系。结果表明，在旋转磁场的作用下，激光熔池内的液体表面磁感应强度与激励电流成正比，与频率成反比；激光熔池受到径向力和切向力的作用，但是前者较小，可以忽略不计，液体横截面上电磁力密度最大值与激励电流成正比。在旋转磁场的作用下激光沉积修复件表面两侧凸起且修复层内部组织α/β片层长径比减小。

为改善激光立体成形GH4169镍基高温合金的组织和力学性能,将旋转磁场引入到激光立体成形系统中,进行了不同磁场强度下GH4169镍基高温合金的激光立体成形,分析了电磁场对沉积态试样显微组织和硬度的影响。结果表明: 电磁搅拌激光立体成形GH4169合金仍具有外延连续生长粗大柱状晶特征,组织致密,无冶金缺陷;在一定范围内,随着磁场强度的增加,沉积态组织中枝晶间共晶Laves 相呈减少趋势,且其相形貌由不规则蠕虫状变为颗粒状;枝晶间合金元素微观偏析程度也逐渐减弱。显微硬度测试结果显示随着磁场强度的增加材料硬度有所提高。以上分析表明,电磁搅拌引起的激光立体成形熔池中液态金属的强烈对流对材料显微组织有影响。

为了研究磁场搅拌对激光沉积钛合金组织和性能的影响，将自行设计的旋转磁场引入到激光成形系统中，并进行了钛合金沉积成形实验。考察了不同磁场参数下试样的宏观形貌和微观组织，测量了激光沉积层的显微硬度。结果显示：磁场引起激光熔池的强烈对流，使单道沉积层的表面呈现下凹状；且在一定范围内，磁场搅拌速率越快，沉积层α片层组织越细密，硬度越大，可达440 HV0.1。表明旋转磁场加剧了熔池的对流，从而加快了其冷却速度，细化了沉积层内的片层组织，并提高沉积层的力学性能。

采用自制电磁搅拌装置研究了电磁搅拌对激光熔覆WC-Co基硬质合金组织的影响。实验与理论分析均表明，电磁搅拌能够使激光熔覆层的组织晶粒细化、分布更均匀，并能够消除熔覆层内的气孔和裂缝，提高熔覆层质量。还研究了不同强度的电磁搅拌对熔覆层显微硬度的影响，结果表明，随着电磁搅拌强度的增加，激光熔覆层显微硬度相应提高。

在多元复合硬质合金的激光熔覆过程中,熔池中各组分元素密度不一致及其它物性差别使激光熔覆层出现硬质分布不均匀和粗大是形成覆层中裂纹缺陷的主要原因.针对此,研究设计了一台适用于激光熔覆的电磁搅拌器,并初步开展了电磁搅拌辅助激光熔覆硬质合金的工艺研究.结果表明,电磁搅拌不仅对熔覆层的宏观形貌还是微观组织都有影响,电磁搅拌能细化熔覆层中的WC组织,并使其分布均匀化,同时电磁搅拌能明显细化熔覆层过渡区中的树枝晶组织.