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同轴送粉激光熔覆气泡逃逸行为及分布研究
摘要
熔覆技术是一种常用的材料制备方法。在熔覆过程中，由于较高温度和压力的作用，经常会产生气泡。然而，由于气泡对材料性能的负面影响，研究气泡行为及其分布对进一步提高熔覆质量至关重要。本文利用同轴送粉激光熔覆技术制备样品，通过高速摄影技术观察气泡逃逸行为，并通过显微镜研究其分布。实验结果表明，气泡在熔覆过程中会出现，其大小和数量随着时间的推移而变化。气泡的逃逸速度与气泡大小成正比。浸润性好的材料中气泡数量较少。此外，通过对气泡分布的研究，得出了气泡分散度与沉积厚度之间的关系。
关键词：同轴送粉激光熔覆技术，气泡行为，气泡分布，熔覆质量
Abstract
Lasercladdingtechnologyisacommonmethodformaterialpreparation.Duringthecladdingprocess,bubblesareoftengeneratedduetotheeffectsofhightemperatureandpressure.However,duetothenegativeimpactofbubblesonmaterialproperties,thestudyofbubblebehavioranddistributioniscrucialforfurtherimprovingcladdingquality.Inthisstudy,sampleswerepreparedusingcoaxialpowderfeedinglasercladdingtechnology,andbubbleescapebehaviorwasobservedusinghigh-speedphotographytechnology.Microscopicobservationwasconductedtostudybubbledistribution.Theexperimentalresultsshowthatbubblesappearduringthecladdingprocess,andtheirsizeandnumberchangewithtime.Theescapespeedofbubblesisproportionaltotheirsize.Materialswithgoodwettingpropertieshavefewerbubbles.Inaddition,therelationshipbetweenbubbledispersionanddepositionthicknesswasestablishedthroughthestudyofbubbledistribution.
Keywords:Coaxialpowderfeedinglasercladdingtechnology,Bubblebehavior,Bubbledistribution,Claddingquality
1.引言
激光熔覆技术是一种快速且高效的材料制备方法。然而，在熔覆过程中，由于高温和高压的作用，经常会出现气泡。气泡的存在会导致材料性能下降，甚至会导致材料失效。因此，熔覆质量受气泡的影响很大。为了提高熔覆质量，研究气泡行为及其分布变得至关重要。
本文利用同轴送粉激光熔覆技术制备样品，通过高速摄影技术观察气泡逃逸行为，并通过显微镜研究其分布。实验结果表明，气泡在熔覆过程中会出现，其大小和数量随着时间的推移而变化。气泡的逃逸速度与气泡大小成正比。浸润性好的材料中气泡数量较少。此外，通过对气泡分布的研究，得出了气泡分散度与沉积厚度之间的关系。
2.实验方法
2.1材料和设备
本实验采用了GH4169高温合金粉末。激光熔覆采用了同轴送粉激光熔覆技术，并使用了三维激光扫描头。激光功率为600W，扫描速度为500mm/s。熔覆过程中使用了氩气保护气。
2.2高速摄影实验
为了观察气泡逃逸行为，我们使用了高速摄影技术。高速摄影实验使用了一台高速相机。相机拍摄的速度为每秒10000帧。将相机置于样品侧面，以捕捉气泡的逃逸行为。
2.3显微镜观察
熔覆完成后，我们使用了显微镜来观察材料的表面和气泡分布情况。通过对样品进行断面观察，我们可以得到气泡在样品表面及内部分布的情况。同时，我们还使用显微镜观察了气泡的大小。
3.实验结果
3.1气泡行为
在熔覆过程中，气泡会逐渐形成。通常，在初期熔化过程中，气泡的数量较少，但会随着时间的推移而逐渐增多。气泡的大小也会随着时间的推移而不断变化。
气泡的逃逸速度与气泡的大小成正比。较大的气泡会有较快的逃逸速度，而较小的气泡会有较慢的逃逸速度。此外，在浸润性好的材料中，气泡数量较少。
3.2气泡分布
通过对气泡分布的研究，我们得出了气泡分散度与沉积厚度之间的关系。实验结果表明，在沉积厚