激光熔覆试件疲劳过程磁记忆检测试验研究

曾寿金,周金良,吴启锐,叶建华

(福建工程学院机械与汽车工程学院,福建 福州 350118)

1 引 言

激光熔覆技术通过高能激光束加热熔覆材料和基体表面,使两者之间形成良好的冶金结合,从而达到修复金属表面并显著改善基体表面耐磨、耐蚀性能的目的,被广泛应用在机械、汽车、航空等不同领域的零部件再制造工艺中[1-4]。但目前激光熔覆技术的研究主要集中在有关激光熔覆工艺参数影响[5-7]、熔覆层几何形貌与性能控制[8-10]、缺陷表征与数值模拟[11-12]等方面,对于激光熔覆成型过程因快速熔化、快速冷却而导致的残余应力关注较少,更少研究熔覆后复合材料零件在后续疲劳服役过程因应力存在导致的安全服役问题。为确保激光熔覆再制造件的质量和性能满足服役要求,需要对其进行应力检测与质量评定以获取足够的预警信息,使危险构件在疲劳寿命前期即被修复或替换,既能确保构件的安全服役,同时避免资源的大量浪费。

金属磁记忆检测技术是一种新兴的铁磁性构件应力集中区快速无损检测方法[13],能够利用微观缺陷或早期损伤位置呈现漏磁场法向分量Hp(y)过零、切向分量Hp(x)出现极值的信号特征[14],对金属早期隐性损伤做出诊断与评价,因而受到工程界和学术界的极大关注[15-16]。在再制造实践中,疲劳断裂是承载构件最重要的失效形式之一,围绕疲劳失效过程的构件磁记忆信号规律已经成为磁记忆检测的研究热点之一[17-18]。尽管金属磁记忆检测技术在疲劳工况下的工程运用取得了显著成果,但目前所做的研究主要面向单一材质的构件磁记忆信号规律与定量表征方法,对于激光熔覆后基体加熔覆层复合材料疲劳过程的磁记忆信号规律研究较少。……