【摘 要】
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激光熔覆作为一种新兴的表面强化技术,在多领域内广泛应用。但激光熔覆涂层的裂纹、气孔和夹杂等缺陷在一定程度上阻碍了该技术的应用推广。激光熔覆过程中引入超声振动已经被确定为一种可以改善熔覆层质量的潜在技术了。同单维超声振动相比,多维超声振动能够更加有效的控制熔覆层的微观组织结构,进而影响熔覆层的性能。因此揭示多维超声振动对激光熔覆行为影响机理的研究具有重要意义,并且能够为改善熔覆层质量提供一定的理论依
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激光熔覆作为一种新兴的表面强化技术,在多领域内广泛应用。但激光熔覆涂层的裂纹、气孔和夹杂等缺陷在一定程度上阻碍了该技术的应用推广。激光熔覆过程中引入超声振动已经被确定为一种可以改善熔覆层质量的潜在技术了。同单维超声振动相比,多维超声振动能够更加有效的控制熔覆层的微观组织结构,进而影响熔覆层的性能。因此揭示多维超声振动对激光熔覆行为影响机理的研究具有重要意义,并且能够为改善熔覆层质量提供一定的理论依据。本文通过自主搭建的多维超声辅助激光熔覆系统平台,利用实验和模拟相结合,研究超声振动在基板表面上的振幅差异化分布,借助相场法揭示在超声差异化影响下的单晶和多晶凝固生长变化。建立激光熔覆模型,借助响应面优化工艺参数。引入多维超声振动,研究多维超声振动下激光熔覆过程中流场演变规律,主要研究内容如下:（1）建立单维/多维超声振动辅助激光熔覆平台有限元模型,研究不同维度下超声振幅在基板中差异化分布规律。（2）建立激光熔覆有限元模型,分析熔池内部温度场、流场变化规律。基于可靠性理论对激光熔覆工艺参数进行优化评估。建立单维/多维超声辅助激光熔覆有限元模型,研究多维超声作用下,熔池流场变化规律。（3）基于相场法建立多维超声振动影响下,激光熔覆熔池凝固过程中枝晶生长模型,揭示多维超声振动对熔池内部枝晶生长变化规律,得出多维超声振动对枝晶生长行为的影响规律。（4）开展多维超声作用下激光熔覆实验,进行材料学微观表征实验,研究不同超声条件下熔覆层的微观组织结构和使役性能。
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