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《燕山大学》 2016年
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关于阶梯形件激光熔覆再制造工艺设计及应用研究

朱亚南  
【摘要】:激光再制造技术是一种先进的修复技术,其核心理念是变废为宝,主要是将破损与废旧的钢铁零部件以低污染、低成本的修复变为新的成品,使其再继续使用,并且再制造后的零部件使用寿命优于原来的使用寿命。在工业生产中,阶梯形零部件占有很大的比例,诸如阶梯轴、曲轴及拉丝机塔轮等都是阶梯形零件,这些阶梯形零件的损伤失效在工业生产中的消耗占很大的比例。本文利用激光熔覆技术的优势,选用调质后的45#钢棒料自制阶梯形件进行激光再制造工艺研究,对其基础研究成果在拉丝机塔轮上进行工程应用。主要研究内容如下:采用大功率半导体激光器,通过单一变量的实验方法,分析了激光熔覆工艺参数中的激光功率、扫描速度及搭接率对熔覆层表面宏观质量、金相组织以及显微硬度的影响,确定了较佳的激光熔覆参数。针对阶梯形件再制造中易产生熔覆缺陷的两个部位,即阶梯部位和端面部位,分别进行了激光熔覆工艺研究,为制定合理的阶梯形件激光熔覆再制造工艺打下基础。针对直角与非直角两种几何形状的阶梯形件进行了激光熔覆试验,分析各自熔覆层的金相组织、显微硬度以及XRD物相组成;利用ANSYS有限元分析软件的APDL参数化程序模拟了直角与非直角阶梯形件激光熔覆的过程,分析了直角与非直角阶梯形件激光熔覆过程的温度场与应力场,同时分析了冷却后产生的残余应力场。对拉丝机塔轮进行了激光再制造实践,分析了塔轮失效的原因,制定了拉丝机塔轮激光再制造的具体修复工艺,测试了熔覆后的塔轮熔覆层的宏观硬度,对再制造后的塔轮熔覆表面进行了耐磨性能试验。试验结果表明:拉丝机塔轮的表面质量、硬度与耐磨性能满足使用要求。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG174.4

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