Microstructures and Mechanism of Cracks Forming of Rene 80 High-Temperature Alloy Fabricated by Laser Rapid Forming Process

Effect of Different Induction Heating Parameters on the Substrate Temperature Field during Laser Deposition Repair

“…发工件变形和开裂 [3][4][5] 。特别在钛合金等金属零件激光修复应用领域， 由于待修复工件已处于机械加工阶段 甚至是精加工阶段或是已服役的零件， 加工余量小或没有加工余量， 修复时要防止工件开裂， 也不能发生工 件变形， 因为即使很小的变形量也将破坏工件结构的完整性； 因此， 修复工件并预防变形开裂是激光沉积修 复发展和应用迫切需要解决的瓶颈难题 [6][7][8][9][10] 。 鉴 于 此 ， 提 出 一 种 采 用 预 置 基 体 表 面 温 度 场 辅 助 钛 合 金 激 光 沉 积 修 复 的 方 法 ， 这 种 温 度 场 是 通 过 水 冷 和 气 冷 的 冷 却 装 置 在 修 复 区 形 成 低 温 区 ， 并 通 过 感 应 加 热 装 置 在 近 修 复 区 形 成 高 温 区 ， 高 温 区 与 低 温 区 形 成对比， 进而构成预置基体表面温度场， 两区温度梯度通过感应加热装置对近修复区的加热来实现， 利用温 差拉伸效应主动控制消减修复过程应力,最终达到防止工件变形开裂的目的. 本 文 利 用 ANSYS 软 件 对 基 板 预 置 不 同 温 度 的 激 光 修 复 过 程 温 度 场 进 行 模 拟 ， 分 析 修 复 过 程 温 度 梯 度 的变化规律； 利用感应加热装置对钛合金 TA15 基板进行不同参数条件下的加热实验， 并采用红外热像仪对 加 热 过 程 中 的 基 板 温 度 分 布 数 据 进 行 实 时 采 集 ， 分 析 不 同 加 热 参 数 对 基 板 温 度 场 分 布 的 影 响 规 律 ， 为 修 复 过程中预置基体表面温度场的实时调控提供依据。 2 预置温度场辅助激光修复温度场模拟分析 利用 ANSYS 软件 APDL 命令及生死单元技术 [11] 分别模拟有无预置温度场作用下的激光沉积修复温度 分布云图， 模拟条件： 激光功率为 2 mW， 扫描速度为 5 mm/s， 激光光斑半径为 1 mm。模型采用的基板和沉 积材料均为 TA15, 其中沉积修复区采用 5 道双层模拟， 计算模型中基板和沉积修复区的长宽高 X×Z×Y 分别 为 30 mm×80 mm×2.5 mm, 10 mm×10 mm×0.6 mm。…”