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铝基颗粒增强复合材料缺陷激光修复造技术

2013-12-16 15:09
路过的码农
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  一、研究背景

  铝基颗粒增强复合材料(AMC)是金属基复合材料的一种,具有密度低、制备灵活、可热处理等优点,成为金属基复合材料研究和发展的主流,在航空航天、军事、汽车、电子、体育等领域有着广泛的应用。铝基复合材料的颗粒增强相有SiC、TiC、Al2O3、TiB2等 。目前,熔铸是制备AMC材料和构件常用的方法,然而,由于铝合金粘度大、流动性差,铸件产品经常出现点状缺陷,而这些点状缺陷大多数都是在零件快加工到尺寸的时候才被发现,严重影响产品质量和成品率。

  目前,通常采用氩弧焊补焊来解决AMC的点状缺陷,但氩弧焊存在热影响区大、烧损严重、形变大、基体晶粒尺寸长大等严重问题。因此,AMC点状缺陷的补焊成为影响该类产品质量的技术难题。

  二、技术方案

  采用波长3kW半导体激光器(波长980nm)+机器人系统,铝合金对半导体粉末激光的吸收率能达到90%以上,利用送粉装置将粉末送到熔池,实施激光点状补焊。

  三、修复层组织分析

  3.1 激光修复层的宏观形貌

图1 AMC板修复层表面形貌

a)一次补焊断面

b)两次补焊断面

c)扫描补焊断面

图2 补焊层横断面形貌

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