激光熔覆的稀释率和搭接率介绍

稀释率的概念

稀释率是指在激光熔覆中，由于熔化基材的混入而引起的熔覆合金成分的变化程度，用基材合金占总熔覆层的百分率表示（符号η）。

H:熔覆层高度，h:基材熔深，W:熔覆层宽度，

η=A2/(A1+A2)=h/(H+h)

不同修复工艺稀释率对比

热喷涂/等离子喷涂：η=0，仅为机械结合，容易脱落。

堆焊：η=30-60%，基体过度稀释涂层，热影响区过大，容易产生焊接缺陷。

激光熔覆：η＜10%，稀释率低，热影响区小，化学冶金结合，结构致密，修复效果好。

搭接率的概念

单道熔覆时，熔覆层不是平面，而是凸面。（表面张力梯度引起的强制对流和润湿性的共同作用）。

熔覆层截面形貌

如果不进行搭接，不同道次连接处熔覆层有效厚度为0，表面粗糙度差。多道熔覆时，相邻熔覆道间的搭接宽度D0与单道熔覆层宽度W之比。

R0=D0/W x 100%

搭接率对熔覆层形貌的影响

R0偏小：相邻熔覆道之间会出现明显的凹陷区，但两个熔覆道高度是一致的。

R0适中（40-50%）：会有较好的熔覆效果，且两道熔覆道高度相同。

R0偏大：出现搭接区的凸起，且两熔覆道高度不同。如果继续叠层熔覆，会将缺陷进一步放大，导致无法熔覆成型。

搭接率对熔覆层组织和性能的影响

搭接处金相组织

搭接处被激光重新加热，树枝晶更加明显，未搭接部分受到热传导作用，产生自回火，硬度下降。