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金属激光切割机表面合金化与熔覆

作者: zhouxiang 编辑: 洲翔 来源: zhouxianglaser 发布日期: 2019.07.16
信息摘要:
激光表面合金化,即当激光束扫描添加了金属或合金粉末的工件表面时,工件表面和添加元素同时熔化;而当激光束撤出后,熔池很快凝固而形成一种类似极冷…
激光表面合金化,即当激光束扫描添加了金属或合金粉末的工件表面时,工件表面和添加元素同时熔化;而当激光束撤出后,熔池很快凝固而形成一种类似极冷金属的晶体组织,形成具有某种特殊性能的新的合金层。激光表面合金化所需的激光功率密度比激光相变硬化所需的高得多。激光和进化的深度由激光功率密度和工件移动速度决定。

激光表面熔覆的工艺过程与激光表面合金化的相似,但却有原则上的区别:激光熔覆不是把基体上的熔融金属作为溶剂,而是将另行配置的合金粉末熔化,使其成为熔覆层的主体合金,同时基体合金也有一薄层熔化,与之结合。激光熔覆层合金体系,具备基体所没有的高性能,从而扩展了金属表面强化技术。

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在激光加工技术中,诸如激光熔覆,激光表面合金化以及激光表面非晶化等工艺过程均伴随有传质过程。传质是指物质从物体和空间某一位置迁移到另一位置的现象。在激光表面合金化的过程中:
激光作用时间很短,整个传质包含激光作用下的传质和激光结束后热滞期的传质两个阶段。显然,在极短时间内进行传质远远地偏离了平衡条件,因此由传质产生的溶质会在分布。
传质是在很大温度梯度下进行的。在很大的温度梯度下,不但溶质原子的化学为出现差值。化学位差值和浓度梯度都是液体扩散传质的推动力。
传质过程中有表面张力梯度的作用。当激光使材料处于溶体状态是,由于温度梯度和浓度梯度共存,在熔体中将出现表面张力梯度,它将促进熔体的对流与传质。
4.在激光熔覆和表面合金化以及激光焊接过程中都涉及到材料的熔化,故在激光作用下存在传质过程。由于熔体高温和表面张力梯度效应,激光作用下的液相传质具有对流传质和蒸发传质的复合特性。这里将重点说明液相传质中对流和蒸发形成的原因。
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