Уила . использует 304 Нержавеющая сталь как базовый материал, и проводит Ni60 Порошковые облицовки эксперименты с полупроводниковым лазером и TIG ARC композитный источник тепла на нем и использует высокоскоростную камеру для записи динамического изменения порошка плавление. Изменения, вызванные введением TIG ARC проанализированы из трех аспектов силы, теплового и облицовочного слоя Формирование. Описан динамический процесс порошкообразного, образующегося под лазерным дуговым композитным источником тепла, а формы силы и теплопроводности на каждом этапе являются описаны. Влияние TIG Текущий процесс формирования и формирования поясняется, а преимущества полупроводникового лазера и TIG Составной источник тепла для облицовки объясняется.

1. . Изменения, привлеченные TIG дуги к образованию слоя формирования и формирования динамического процесса

В долгосрочной практике Уила нашел недостатки только с использованием лазера в качестве оболочки тепло Источник. Следовательно, это задумано, чтобы добавить совершенно другой источник тепла для объединения двух источников тепла, как источник облицовки, например TIG дуга есть взаимное влияние когда два источника тепла TIG Дуга и лазер комбинированный. Создал металлический пар когда Лазер облучается на поверхности части, быстро ионизирующую с образованием заряженных частиц, что увеличивает электропроводность в месте где Лазер применяется, уменьшает сопротивление дуги через путь и увеличивает плотность тока ARC. Кроме того, лазер изменяет характеристики источника тепла дуги, резко увеличивает температуру центра дугового центра, образуя большой температурный градиент между центром дуги и окружением, а дуга сжимается, как показано на рисунке 4.1. Лазер также может значительно уменьшить напряжение зажигания дуги, сделать его флуктуацию меньше, а затем достичь эффекта стабилизации дуги [. Кроме того, нагревательный эффект лазера на поверхности металла увеличивает температуру, что может увеличить металл Скорость поглощения лазера Энергия.

Рисунок 4.1 Эффект сокращения лазера на дуге

(А) Форма комбинированной дуги 500W лазер и 100atig дуга; (b) 100a . TIG . Форма дуги

Уила . нашел большое количество экспериментов, которые введение TIG ARC может сотрудничать с более низкой мощностью лазера для достижения хорошего распространения эффекта облицовочного слоя и получить облицовочный слой с небольшим углом контакта и низким разведением 4 однопроход Слои облицовки, сваренные в соответствии с параметрами процесса, показанные в таблице 4.1, и форма облицовки и морфологии слоя и поперечное сечение показаны на рисунке 4.2

Рисунок 4.2 (A) получается путем облицовки с TIG дуга с током 60a как тепло источник. Видно, что весь сварной шарик прерывается, и форма чрезвычайно плохой. Это . это потому что когда . Один TIG ARC не имеет лазерной рекомбинации, область покрытия дуги больше, энергия не сосредоточена, а энергия относительно низкая когда Текущий маленький, и он не может не может расплавить металлический порошок хорошо. Только небольшое количество порошка может расплавить и комбинировать. Объедините с подложка. Кроме того, сила дуги, вызванная недостаточно концентрированной и стабильной дугой, не только не сглаживает жидкости расплава для продвижения его распределения, но уворает жидкие гранулы, генерируемые во время процесс плавления и, наконец, формирует однопроход сварки с прерывистым формирование. Поэтому один TIG ARC не подходит для использования в качестве облицовой температуры Источник.

Однопроход Облицовочный слой, полученный путем облицовки Ni60 порошок с 900W Полупроводниковый лазер в качестве единого облицовочного источника тепла показан на рисунке 4.2 (b). видно, что хотя Слой облицовки хорошо сочетается с подложкой, весь слой облицовки высока, угла контакта большой, а форма края плохая, что указывает на то, что слой облицовки плохо распространяется, что серьезно повлияет на гладкие последующие колени в Multi-Pass Облицовка. Получить на.

Обычно поверхностное натяжение жидкости обратно пропорциональна температуре, поэтому, если температура увеличивается, поверхностное натяжение жидкости уменьшается, что улучшит смачивание и распространение. Поэтому когда Лазерная мощность увеличивается до 1500 Вт, температура жидкого расплава значительно возрастает, что значительно уменьшает поверхность натяжение. Более того, благодаря чрезвычайно высокой лазерной мощности, количество порошкового расплавленного также имеет большое значение, и гравитация жидкого расплава достаточно большой, чтобы легко преодолеть поверхностное натяжение и распределяет жидкость расплава и, наконец, образует облицовку с хорошим распространением. и небольшой контакт угол.

Однопроход Облицовочный слой, полученный путем облицовки Ni60 порошок с 1500W Полупроводниковый лазер в качестве одноразового источника облицовки показан на рисунке 4.2 (C). Можно видеть, что в высокой мощности лазера слой облицовки скважины скважины, и угол контакта небольшой, но область матрицы имеет большую глубину проникновения, и скорость разбавления - выше. Существует проблема, что состав сплава слогов облицовки разбавляют матрица. Кроме того, многие трещины, перпендикулярные направлению сканирования, также могут быть четко наблюдаются с поверхности слоя облицовки, которые вызваны более высоким градиентом температуры и большим остаточным напряжением, приведенным высоким лазером Power.

Слой облицовки, полученный композитной оболочкой 900W лазер и 60A TIG . Дуга показана на рисунке 4.2 (d). Можно четко видеть, что слой облицовки скважины скважины, и угол контакта маленький, что значительно лучше чем 900W . лазерная облицовка Полученная облицовка слой имеет лучший эффект формирования чем Одиночный слой, полученный 1500W Лазерная оболочка, а глубина проникновения не велика, а скорость разбавления низкая, что является идеальным слоем облицовки формирование. Осторожно наблюдайте поверхность облицовочного слоя, и никаких очевидных трещин были нашли. Это . это потому что во-первых, добавление TIG ARC Увеличивает тепловой вход и уменьшает поверхностное натяжение жидкого расплава, а уникальное распределение энергии, образовавшееся комбинацией двух источников тепла, способствует снижению остаточного напряжения и снижения возникновения вхождения трещины. Кроме того, TIG Текущий приносит дополнительную силу в процесс плавления и распространения, а под действием лазера дуга сжимается и стабилизируется, а сила становится концентрированной, что способствует плавлению и распространению процесс. При комбинированном действии вышеуказанных двух факторов является более идеальным образованием слоев облицовки формируется

Чтобы иметь возможность четко соблюдать разницу между процессом формирования облицовок под одним источником лазерного тепла и композитным источником тепла, высокоскоростная камера расположена перпендикулярно направлению сканирования, а также на угол между камерой и горизонтальной плоскостью. как можно меньше, чтобы наблюдать изменения в распространение. Сфотографируйте зону облицовки и вырежьте кадры с ключевыми функциями для сортировка. Рисунок 4.3 является высокоскоростным сравнением камеры 900W Лазерный источник тепла и 900W лазер и 60A TIG . ARC Composite Heat Source Облицовка. Видно, что процесс плавления порошка и распространения при одного источника лазерного тепла и композитный источник тепла вполне отличается. С одним источником лазерного тепла, порошок впервые расплавляется в некоторые небольшие шарики под облучением лазера, а затем эти маленькие шарики, контактные и предохранители и растут вверх, а новые расплавленные шарики непрерывно растоплены в их С стороны, чтобы сформировать большую жидкость Расплав. . . На определенной скорости сканирования передний конец жидкого расплава непрерывно тает и проходит вперед, а задний конец затвердевает, наконец-то образуя полный однопроходной Облицовка слой. Из высокоскоростных скриншотов камеры нет очевидных изменений в распространении всего процесса, как показано на рисунке 4.3 (A). Под действием композитного источника тепла лазер расплавляет порошок на фронте, чтобы сформировать жидкое расплавление, и дуга быстро сплющивает жидкость расплава от спины к распространению И . Это может быть четко видно из высокоскоростной камеры Скриншоты То, что существует переход от плохих распространений к превосходному распространению в процессе облицовки в соответствии с композитным источником тепла, как показано на рисунке 4.3 (b).

2. . Принудительный анализ жидкого расплава под действием TIG дуга

Согласно электромагнитному усадочному эффекту, когда Текущие потоки через проводник, он может рассматриваться как состоит из многих параллельных токов линии. Эти . Параллельные текущие линии привлекут друг друга, чтобы поперечное сечение, как правило, усадка. Полученную силу называется электромагнитным усадками. сила [50]. TIG . Дуга - конический газообразный проводник с переменным поперечным сечением Диаметр. Диаметр поперечного сечения дуги невелик вблизи кончика вольфрамового электрода, а диаметр поперечного сечения дуги больше рядом с заготовкой конец. Разница в диаметре верхних и нижних сечения Приводит к тому, что разность давления, которое будет создавать осевой составляющий сил электромагнитного сжатия от наконечника вольфрамового полюса к заготовке, которая является электромагнитным статическим давлением. Также TIG ARC вводит силу плазмы и защищать сил дует газа для всего динамического процесс. Вышеуказанные три силы могут способствовать процессу перемещения и сходимости жидких гранул и перемешивают расплавленный бассейн для продвижения потока, что улучшает распространение жидкости расплава. Общая диаграмма силы показана на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 Схематическая схема принудительного анализа жидкого расплава под действием TIG дуга

1. . сила плазмы и экранирование газа дует сила; 2. . электромагнитное статическое давление; 3. . Поток жидкого расплава на поверхность; 4. . сила тяжести

Согласно параметрам в таблице 4.2, A однопроход Облицовка Ni60 Порошковый тест проводился на 304 Подложка из нержавеющей стали с полупроводниковым лазером и A TIG Составное тепло Источник. Полученный слой облицовки и его соответствующее поперечное сечение показаны на рисунке 4.6.

Это видно из рисунка 4.6 что ширина облицовочного слоя, полученного при лазерной дуги композитный источник тепла значительно выше чем Соотношение слоя облицовки, полученного под одним лазерным теплом Источник. Другая очевидная характеристика состоит в том, что поверхность слоя облицовки, полученной составной оболочкой источника тепла, относительно плоская, в отличие от облицовочного слоя, полученного одним источником лазерного тепла, который выше, чем подложка. и. Как TIG ток увеличивается с 30A до 60А, формирование поверхности слоя облицовки стала значительно более гладкой, но глубина проникновения и скорость разбавления облицовочного слоя находятся увеличены. Это . это потому что Чем выше TIG Ток приносит большую усилие дуги, которая постоянно взволнована расплавленным пулом, что еще больше сплющает жидкости расплава, но также увеличивает глубину проникновения, тает больше базового металла и влияет на оболочку слой. Ингредиенты вызывают разведение. Когда . TIG Ток поднимается до 90А, видно, что глубина проникновения очень большой. В это время облицовочный слой значительно разбавляют подложкой, который серьезно влияет на производительность облицовки слой. Более того, когда TIG Ток слишком велик Потому что Процесс предустановленной порошковой оболочки часто производит брызги, высокотемпературные Вольфрам очень легко придерживаться расплавленного бассейна и вызывает тушение короткого замыкания, поэтому необходимо избегать чрезмерного TIG Ток в композите облицовка.

Измерение и анализ поперечного сечения облицовочного слоя могут рассчитать и построить влияние TIG Ток на глубине проникновения, ширина проникновения и скорости разведения в составной оболочке источника тепла, как показано на рисунке 4.7. Видно, что с увеличением TIG Текущий в составной оболочке источника тепла, глубина проникновения и скорость разбавления облицовочного слоя оба демонстрирует растущую тенденцию, в то время как степень изменения ширины плавления не является большой. по сравнению с композитным источником тепла, потому что Энергия одного источника тепла от одного лазерного тепла сосредоточена в месте. зона маленькая, поэтому ширина плавления маленькая, а потому что Тепловой вход не большой, скорость проникновения и разбавления также Маленькая. После введения TIG дуга, диапазон нагрева дуги и зона больше чем Тот из лазера, и энергия не так сконцентрирована как один источник лазерного тепла, поэтому ширина плавления значительно увеличивается, что поможет улучшить облицовку Эффективность. Кроме того, по сравнению с одним лазерным источником тепла, добавление TIG ARC увеличивает общий тепловой вход композитного источника тепла, поэтому скорость проникновения и разбавления также является значительно улучшена. относительно высшего TIG ток в композиционном источнике тепла, хотя Распространение расплава жидкости улучшается, и угол контакта уменьшается, он также приводит к проблеме, что металл слоя облицовки разбавляется низкой производительностью Матричный компонент и скорость разбавления - выше.

Согласно параметрам процесса, показанные в таблице 4.1, тестируйте и извлеките характерное поведение в процессе формования из высокоскоростных видеокамерных видео, записывать количество кадров каждого характеристического поведения и рассчитать и анализировать TIG ток к композитному источнику источника тепла стадии. Воздействие показано на рисунке 4.8.

Видно из рисунка 4.8 Это по сравнению с одним лазерным источником тепла, который занимает много времени на этапах ③ ~ ④, нет такой проблемы в оболочке композитного тепла Источник. И . с увеличением TIG Ток, время сцены ① ~ ②, ​​сцена ② ~ ③, а этап ③ ~ ④ будет сокращен. Это . это потому что TIG Дуга - это конвергенция и слияние жидких гранул, а распространение жидкого расплава предоставляет дополнительные силу. И . эти . дополнительные силы пропорциональны TIG ток, так как TIG Увеличивается ток, электромагнитное статическое давление, сила расхода плазмы и силовая сила, выдувающаяся на жидкости, выступающая на жидком металле, ускорение различных этапов формирования процесс. Завершение.

Когда . Распространение жидкого расплава имеет тенденцию быть стабильным, и угол контакта остается в основном без изменений, FTA32 Программное обеспечение используется для измерения угла контакта в этом времени. Выполните 5 тестов для каждого параметра и запишите угол контакта отдельно, чтобы получить влияние TIG Текущий угол контакта в композитной оболочке источника тепла, как показано на рисунке 4.9.

Из вышеупомянутого анализа видно, что введение TIG ARC предоставляет дополнительную движущую силу для конвергенции и распространения жидкого расплава во время Процесс формирования, и он увеличивает температуру жидкого расплава и уменьшает его поверхностное натяжение, что значительно ускоряет динамический процесс. Под ограничением скорости сканирования жидкий расплав может быть распространен во времени, чтобы сформировать облицовочный слой с хорошим распространением и небольшим контактом Угол. И . Это позволяет избежать таких проблем, как высокая скорость разбавления, высокое остаточное напряжение и легкое растрескивание, вызванное чрезмерным теплом вход. Лазер и TIG ARC составной источник тепла - это облицовочный источник тепла с очевидными Преимущества. Он не только решает проблемы формирования и производительности, улучшает эффективность облицовки, но также снижает зависимость от высокоэнергии лазеров и уменьшает оборудование затраты.