加工件在高能激光束的作用下被快速加熱，以高達 106 ～107 K/s 的加熱速率將基材表麵迅速加熱到 105K 以上，通過氬氣等惰性氣體(ti) 迅速冷卻。但由於(yu) 激光熔覆層與(yu) 基體(ti) 的物理性能存在差異，在這種快速加熱和快速冷卻的條件下就會(hui) 產(chan) 生較大的應力。當應力值超過熔覆層的屈服極限時就會(hui) 產(chan) 生裂紋。在實際加工中裂紋作為(wei) 激光熔覆技術的主要缺陷，嚴(yan) 重製約了激光熔覆技術的應用。

裂紋產(chan) 生的原因

熔覆過程中，高能激光束快速加熱使熔覆層與(yu) 基材產(chan) 生很大的溫度梯度。在隨後的冷卻中，熔覆層與(yu) 基材的體(ti) 積不一致，相互牽製，產(chan) 生應力。

激光熔覆層中共晶組織和熔覆層底部粗大的樹枝晶在生長過程中，由於(yu) 枝晶偏析的存在，造成晶間弱化，裂紋往往也是沿著它們(men) 的晶界開裂擴展。

激光熔覆裂紋分類

1、熔覆層裂紋

產(chan) 生方式：在熔融金屬凝固過程中產(chan) 生

產(chan) 生區域：在熔覆層表麵或內(nei) 部形成並向基體(ti) 方向擴展。

2、界麵裂紋

產(chan) 生方式：孔洞，夾雜物等缺陷引發的微裂紋。

產(chan) 生區域：產(chan) 生在熔覆層與(yu) 基體(ti) 的界麵處，並向表層擴展。

3、掃描搭接區裂紋

產(chan) 生方式：熔融金屬不能充分濕潤而形成的。

產(chan) 生區域：在搭接結合部與(yu) 基材交界處。

激光熔覆裂紋的抑製方法

一、熱處理控製

1.對基材進行預熱，溫度控製在200-400℃，目的是降低基材和熔覆層之間的溫度差。

2.熔覆完成後對產(chan) 品進行緩冷處理或去應力退火。

二、原材料控製

1.基體(ti) 材料。

基材冶煉和出廠前要求成分和組織均勻，氣孔和夾雜等缺陷少。

2.粉末材料

選擇韌性較好的熔覆材料。外加合金元素盡量降低B、Si、C的含量。B、Si具有造渣能力，單在熔池中不能及時上浮，夾雜在熔覆層中，增加裂紋敏感性。C能提高材料的硬度和耐磨性，但是比例過高也會(hui) 使得熔覆層脆性加大。

添加WC，TiN等強化相時需控製好比例，過高的含量容易造成元素分布不均，元素局部富集，應力過大引起開裂。

熔覆前先將粉末進行平鋪烘幹處理：真空條件下200℃保溫2h。

三、熔覆工藝控製

1. 調整送粉量，熔覆單層厚度控製在1.0-1.5mm範圍內(nei) 。

2.激光束選擇線光斑，使單道熔覆層的寬度盡量寬。

3.微調激光功率，掃描速度，光斑直徑，控製粉末最佳融化效果。

4.在保護氣氛下進行激光熔覆。