3 分析討論

3.1 熱應(yīng)力及開裂

試驗(yàn)中，在 0.8~2.5mm 涂敷厚度均未發(fā)現(xiàn)有氣孔現(xiàn)象。熔覆層厚度較大時(shí)容易開裂，激光掃描時(shí)即可聽到斷續(xù)的清脆崩裂聲，且多發(fā)生于距熔池后 80~100mm 處。即使采用二次掃描重熔，也只能消除部分裂紋。由于熔覆層合金的膨脹系數(shù)與基體金屬不一致，膨脹系數(shù)過大，在凝固收縮時(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過了當(dāng)時(shí)溫度下材料的抗拉極限強(qiáng)度，因而產(chǎn)生了裂紋。激光熔覆由于快速加熱和速冷（104~106℃/s），熔池壽命很短，常使熔層中可能存在的氧化物、硫化物和其它雜質(zhì)來不及釋放出來，它們存于覆層中，很容易成為裂紋源。另外，熔覆層在瞬間凝固結(jié)晶，晶界位錯(cuò)、空位增多，同時(shí)熱脆性增大，塑韌度下降，開裂敏感性也就增大。覆層越厚，以上情況就越明顯。加大功率密度、減慢掃描速度以延長(zhǎng)熔池壽命、增大能量輸入，能起到一些好的效果，但需適當(dāng)控制。因激光能量密度 P/vL 和激光熱線性輸入 P/v（P 為激光功率；v 為激光掃描速度；L 為光束寬度）與稀釋度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，P 增大，v 減小，稀釋度必然增大。而激光熔覆時(shí)要求其稀釋度盡可能低（＜10%）。在不銹鋼和 FCo-05 合金粉末中．鉬含量較高，Cieslack 等人已證明鉬會(huì)在不銹鋼中形成低熔點(diǎn) X 相，這些多余的低熔點(diǎn)液體可能是不銹鋼產(chǎn)生裂紋的原因。稀釋度的增大，基體熱影響區(qū)增大，必然會(huì)增大熱影響區(qū)的開裂傾向，這在薄層熔覆己得到了證明。故不同厚度的覆層，需選用不同的功率密度和掃描速度。通過試驗(yàn)，同時(shí)考慮材料的熔點(diǎn)、吸收系數(shù)等因素，來選擇最佳功率密度和掃描速度。在預(yù)敷粉末層厚度 1.2~2mm 時(shí)，在熔池后面 50~70mm 處采用氧乙炔火焰對(duì)熔覆道跟蹤后熱，以增大熱能，減小熱應(yīng)力，證明是減少裂紋的行之有效的方法。

3.2 閥體激光熔覆面平整度的控制

基于熔覆道截面常呈半月形覆于基體及熔覆層深度方向存在硬度落差這一事實(shí)，為保證后續(xù)加工得到足夠?qū)挼拿芊猸h(huán)面及理想的表面硬度，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)合理的工藝尺寸，即控制表面加工余量并將熔覆環(huán)面寬度適當(dāng)放寬。對(duì)于同一平面多圈熔覆，熔覆面的平整性就顯得至關(guān)重要了。平整性不好，將造成各密封環(huán)面寬度不等及環(huán)面表面硬度落差過大，影響密封副配對(duì)以及使用壽命。由于尚未提出預(yù)敷粉末法激光熔覆截面半徑關(guān)系式，所以對(duì)于多圈熔覆，一要注意環(huán)帶凸臺(tái)寬度一致，二要避免基體加工出現(xiàn)凹、凸平面，三要控制預(yù)敷粉末厚度的一致性，四要采用相同的激光工藝參數(shù)，以控制熔覆面平整度小于 0.2mm。