3 分析讨论

3.1 热应力及开裂

试验中，在 0.8~2.5mm 涂敷厚度均未发现有气孔现象。熔覆层厚度较大时容易开裂，激光扫描时即可听到断续的清脆崩裂声，且多发生于距熔池后 80~100mm 处。即使采用二次扫描重熔，也只能消除部分裂纹。由于熔覆层合金的膨胀系数与基体金属不一致，膨胀系数过大，在凝固收缩时产生拉应力，拉应力超过了当时温度下材料的抗拉极限强度，因而产生了裂纹。激光熔覆由于快速加热和速冷（104~106℃/s），熔池寿命很短，常使熔层中可能存在的氧化物、硫化物和其它杂质来不及释放出来，它们存于覆层中，很容易成为裂纹源。另外，熔覆层在瞬间凝固结晶，晶界位错、空位增多，同时热脆性增大，塑韧度下降，开裂敏感性也就增大。覆层越厚，以上情况就越明显。加大功率密度、减慢扫描速度以延长熔池寿命、增大能量输入，能起到一些好的效果，但需适当控制。因激光能量密度 P/vL 和激光热线性输入 P/v（P 为激光功率；v 为激光扫描速度；L 为光束宽度）与稀释度有一定的对应关系，P 增大，v 减小，稀释度必然增大。而激光熔覆时要求其稀释度尽可能低（＜10%）。在不锈钢和 FCo-05 合金粉末中．钼含量较高，Cieslack 等人已证明钼会在不锈钢中形成低熔点 X 相，这些多余的低熔点液体可能是不锈钢产生裂纹的原因。稀释度的增大，基体热影响区增大，必然会增大热影响区的开裂倾向，这在薄层熔覆己得到了证明。故不同厚度的覆层，需选用不同的功率密度和扫描速度。通过试验，同时考虑材料的熔点、吸收系数等因素，来选择最佳功率密度和扫描速度。在预敷粉末层厚度 1.2~2mm 时，在熔池后面 50~70mm 处采用氧乙炔火焰对熔覆道跟踪后热，以增大热能，减小热应力，证明是减少裂纹的行之有效的方法。

3.2 阀体激光熔覆面平整度的控制

基于熔覆道截面常呈半月形覆于基体及熔覆层深度方向存在硬度落差这一事实，为保证后续加工得到足够宽的密封环面及理想的表面硬度，应根据试验结果设计合理的工艺尺寸，即控制表面加工余量并将熔覆环面宽度适当放宽。对于同一平面多圈熔覆，熔覆面的平整性就显得至关重要了。平整性不好，将造成各密封环面宽度不等及环面表面硬度落差过大，影响密封副配对以及使用寿命。由于尚未提出预敷粉末法激光熔覆截面半径关系式，所以对于多圈熔覆，一要注意环带凸台宽度一致，二要避免基体加工出现凹、凸平面，三要控制预敷粉末厚度的一致性，四要采用相同的激光工艺参数，以控制熔覆面平整度小于 0.2mm。