总之 ， 有许多工艺参数影响熔覆层的宏观形貌、微观结构和性能 ， 每个工艺参数也相互影响 。 因此 ， 在实际应用中 ， 应根据熔覆层的要求综合考虑各工艺参数 。
2.5. 外场辅助激光熔覆
通过优化工艺参数 ， 可以在一定程度上减少覆层的内部结构缺陷 ， 但有时仍会存在孔洞、元素偏析和结构不均匀 。 为了显著减少这些缺陷对微观结构的影响 ， 并生产出性能良好的涂层 。 近年来 ， 许多学者将LC与其他技术相结合 ， 形成了感应加热激光熔覆（LIHC）、超声波辅助激光熔覆、电磁辅助激光熔覆等技术 。 器件结构示意图如图7（a）（d）（h）所示 。
图7 外场辅助LC的原理图及其有益影响 。
由于液晶的温度梯度较大 ， 涂层容易出现裂纹等缺陷 。 研究表明 ， 感应预热可以降低温度梯度 。 Bidron等人研究了高温感应预热（温度范围为）对热影响区裂纹的敏感性 。 如图7（c）所示 ， 2 mm厚基板上的热影响区中没有裂纹 ， 这可以归因于感应预热温度影响热影响区的微观结构 ， 从而改变裂纹的迹象 。 此外 ， 感应预热温度对最大沉积速率和激光能量效率也有重要影响 。 在激光功率和扫描速度不变的情况下 ， 随着感应预热温度的升高 ， 最大沉积速率和激光能量效率增加 ， 但增长速率逐渐降低 。 因此 ， 感应预热温度应控制在适当的范围内 。
超声振动作为一种外部物理场 ， 对熔池中微观结构的生长和凝固以及元素分布具有重要影响 。 Li等人分析了超声振动辅助下LC-MMC涂层的微观结构、元素组成和性能 。 随着超声功率的增加 ， 熔覆层中的WC颗粒似乎均匀地聚集在底部 ， 然后到达底部 ， 如图7（e）所示 。 因此 ， 在适当的超声功率下 ， 超声空化效应和超声声流效应可以克服重力作用下WC颗粒分布不均匀的缺点 。 超声振动对熔池的影响导致枝晶断裂和晶粒细化 ， 并促进WC颗粒的分解 。 分别如图7（f）（g）所示 。 在超声振动辅助激光熔覆中 ， 超声作用于微观结构、气孔和其他缺陷生长的机理需要进一步研究 。
电磁场主要与材料中的电子相互作用 ， 影响化学反应过程 ， 进而影响微观结构和元素分布 。 如图7（j）所示 ， Zhai等分析了不同电磁场下的熔覆层稀释 ， 发现稳定的磁场可以显著降低涂层稀释率 ， 但电磁场对其影响不大 。 对涂层组成相的分析发现 ， 不同层中的相几乎没有变化 。 这是因为电磁场对熔体池中的热条件几乎没有影响 。 如图7（i）E-H所示 ， 当施加与重力方向相同的安培力时 ， 等效重力加速度增加 。 因此 ， 作用在孔隙上的合成浮力相应增加 ， 熔体池中孔隙的流速增加 。 最终 ， 孔隙度和孔径都会降低 。 如图7（i）A-C所示 ， 当施加向上的安培力时 ， 熔体池中的孔隙溢出将更加困难 。 然而 ， 它只改变电场的大小和方向 ， 因此应研究磁场方向变化下熔覆层的微观结构 。
来源：Recent research and development status of laser cladding: A review Optics & Laser Technology doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.106915
参考文献：Composition optimization of low modulus and high-strength TiNb-based alloys for biomedical applications
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