基于埋弧堆焊与激光熔覆复合再制造工艺的研究

摘要

堆焊技术是目前提高机械零部件表面性能的主要途径之一，常用的堆焊技术包括焊条电弧堆焊、埋弧堆焊、等离子堆焊、激光堆焊(激光熔覆)等，其中激光堆焊可以在基体表面获得耐磨、耐蚀、抗氧化、热障等高性能合金涂层，其工艺的优越性能是其他堆焊无法比拟的。但激光堆焊的高昂修复成本制约了其在工业中更广的应用，且单一的堆焊技术有时无法发挥出堆焊最大的优势和效益，复合堆焊技术是将不同堆焊工艺和不同的堆焊材料结合使用的一种堆焊方法，充分发挥出堆焊的优势。
　　本文研究的基于埋弧堆焊与激光熔覆结合的复合堆焊技术，主要从复合堆焊的材料设计、工艺方案设计以及工业实践应用这三方面进行研究，主要内容如下：
　　选用40Cr为基体材料，根据堆焊材料的设计原则，合理设计了埋弧堆焊材料和激光熔覆材料，并采用添加SiC粉末的方式进一步提高熔覆层的硬度和耐磨性能，通过对添加不同含量SiC试件熔覆层的表面形貌、表面宏观硬度、微观组织、显微硬度以及摩擦磨损性能的对比测试分析，给出了SiC加入的最优比例。
　　对基于埋弧堆焊与激光熔覆的复合堆焊工艺方案进行了设计，根据选择好的复合堆焊材料在40Cr基材上制备了高硬耐磨涂层，对复合堆焊后涂层的表面质量、显微组织、显微硬度以及拉伸性能进行了测试分析，并与单纯激光熔覆涂层的性能进行了对比。采用激光重熔技术对该复合堆焊工艺方案进行了优化，解决了埋弧堆焊层多气孔的问题。
　　分析了密排辊在连铸生产中的作用以及失效形式，利用基于埋弧堆焊与激光熔覆结合的复合堆焊技术对密排辊表面进行了修复与再制造，而且通过工厂实践检验，证明该种复合堆焊技术实现了对密排辊批量修复，降低了修复成本，提高了密排辊的使用寿命。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 堆焊技术研究现状

1.3 堆焊层质量的评价指标

1.4 复合堆焊的可行性分析

1.5 课题来源与研究内容

第2章 高硬耐磨复合涂层的材料设计

2.1 引言

2.2 堆焊选材原则

2.3 埋弧堆焊材料的选择

2.4 激光熔覆材料的选择

2.5 本章小结

第3章 基于埋弧堆焊与激光熔覆的复合工艺方案研究

3.1 引言

3.2 复合堆焊工艺的方案设计

3.3 复合堆焊层的组织与性能分析

3.4 复合堆焊工艺的优化

3.5 本章小结

第4章 基于埋弧堆焊与激光熔覆技术的密排辊再制造

4.1 引言

4.2 密排辊及失效形式

4.3 密排辊的复合堆焊层修复与再制造

4.4 密排辊的复合堆焊性能检测

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢