本技术公开了一种超高硬度材料等离子堆焊的应力控制方法,属于焊接增材制造领域,可解决现有高硬度材料堆焊过程中易出现的应力开裂问题,具体为一种针对杆轴类零件堆焊的自补热装置及堆焊过程控制策略,所述自补热装置分布在堆焊区域的两侧,以传热方式控制焊层收弧段凝固温度,使其温度均匀化后缓慢冷却,所述堆焊过程控制策略主要包括以下步骤:1.清洁,使用清洁剂清洁,清洁区域要从堆焊部位开始向外60mm,清洁剂不能有引起合金脆化的元素;2.焊前的预热温度至少350℃以上;3.层间温度控制在350‑550℃。
背景技术
目前,镍基高硬度合金粉末材料的等离子堆焊技术是杆轴类零件常用的一种局部性能梯度设计方法。为达到这类零件的使用需求,通常需要进行多层的异质结构等离子堆焊,即通过等离子束对金属粉末进行高温熔融并逐层堆积形成最终的实体产品。一般情况下,高硬度粉末材料的等离子堆焊过程中通常难以达到稀释率和粉末熔化质量要求,加之高硬度材料的高合金化状态使得合金元素在堆焊熔化和凝固过程存在较大的热应力和晶界应力,从而导致较高的报废率,主要体现在焊后应力开裂。这种应力开裂现象与堆焊过程中的应力状态密切相关。在高硬度粉末材料等离子堆焊过程中,第一层堆积为焊材与母材熔合,后续的堆焊过程则为焊材、母材以及上一层熔敷金属之间的熔合,使得整个构件呈现复杂的应力状态,尤其在最后一层收弧时存在大温差现象,不同材料在巨大温差下产生了差异较大的不均衡热收缩应力,从而导致焊后直接开裂或在热处理/热冲击试验过程中开裂,这种开裂的倾向性比例非常高。
实现思路